石墨烯纳米片对Ni-W-ZrO2复合镀层性能的影响

作者：张兰^*; 詹卓一; 成德森; 马会中

来源：复合材料学报, 2022, 39(08): 4074-4084.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210916.007

• 石墨烯纳米片
• Ni-W-ZrO2
• 复合电沉积
• 正交试验
• 耐蚀性
• 摩擦学性能

为提高Ni-W-ZrO2复合镀层的显微硬度和耐蚀性，通过电沉积方法在7075铝合金上制备Ni-W-ZrO2-石墨烯纳米片(GNPs)复合镀层，利用GNPs来改善Ni-W-ZrO2复合镀层表面性能不足的问题。利用正交试验对实验工艺条件进行优选：电流密度为10 A/dm2，搅拌速度为250 r/min，温度为60℃。在优选工艺条件下，ZrO2纳米颗粒保持10 g/L，改变GNPs的含量(1、2、3、4 g/L)，寻求最佳GNPs添加量的Ni-W-10 g/L ZrO2-GNPs复合镀层。通过显微硬度计及旋转摩擦试验仪，研究显微硬度和耐磨性，通过SEM、EDS、XRD和AFM进行微观表征。通过电化学方法研究Ni-W-ZrO2-GNPs复合镀层在质量分数为3.5wt%NaCl溶液中的耐蚀性。结果表明：GNPs和ZrO2纳米颗粒均匀共沉积在镍钨镀层中，GNPs的掺入对Ni-W-ZrO2复合镀层微观形貌、晶粒大小、显微硬度、摩擦性能及耐蚀性均有显著影响，当GNPs添加量为3 g/L时，镍(钨)基体的晶粒尺寸最小，显微硬度(HV 942)最高，平均摩擦系数(0.1981)最小；当GNPs添加量为2 g/L时，NiW-ZrO2-GNPs复合镀层的耐蚀性(电荷转移电阻Rct:9 532Ω·cm2)相较Ni-W-ZrO2复合镀层的耐蚀性(Rct:1 766Ω·cm2)改善明显。

• 单位
  郑州大学