内容简介

《金属基纳米复合材料脉冲电沉积制备技术》系统阐述了脉冲电沉积技术及理论研究的相关进展，考察了电解液组成、工艺条件及脉冲参数对CaO2、SiO2颗粒增强Ni-w-P基纳米复合材料脉冲电沉积过程的影响，进行了制备过程的成分设计优化、动力学优化和过程优化，探讨了材料形成的热力学条件和双脉冲电沉积机理，考察了金属基纳米复合材料的晶化过程、界面结合方式，以及腐蚀过程和氧化过程的动力学规律和机理，探明了材料组元之间的相互作用机制，展望了金属基纳米复合材料的应用前景。

本书系统阐述了脉冲电沉积技术及理论研究的相关进展，考察了电解液组成、工艺条件及脉冲参数对CeO2、SiO2颗粒增强Ni-W-P基纳米复合材料脉冲电沉积过程的影响，进行了制备过程的成分设计优化、动力学优化和过程优化，探讨了材料形成的热力学条件和双脉冲电沉积机理，考察了金属基纳米复合材料的晶化过程、界面结合方式，以及腐蚀过程和氧化过程的动力学规律和机理，探明了材料组元之间的相互作用机制，展望了金属基纳米复合材料的应用前景。

本书适用于从事新材料制备、金属表面处理、金属腐蚀与防护、电化学、冶金、机械、化工、电子及航天航空等领域科研和生产的技术人员以及高等院校的师生阅读和参考。

全书分九章，第一章为概述，第二章为实验及研究方法，第三章为电解液组成和工艺条件对金属基纳米复合材料脉冲电沉积的影响，第四章为脉冲参数对金属基纳米复合材料脉冲电沉积的影响，第五章为脉冲电沉积过程的初期生长行为及沉积机理，第六章为金属基纳米复合材料的晶化过程及界面结合方式，第七章为金属基纳米复合材料料的显微硬度及磨损性能，第八章为金属基纳米复合材料高温氧化和化学腐蚀行为及机理，第九章为金属基纳米复合材料性能比较及应用前景分析。

脉冲信号的变换、产生和应用的技术。脉冲信号的波形在某一时间内有突发性和断续性的特点，几种理想的脉冲信号波形如图1。矩形脉冲的系数可用脉冲波的周期T、 宽度τ、前沿tr、后沿tf、幅度Um和波顶下垂量δ来表示。脉冲技术已广泛应用于电子计算机、通信、雷达、电视、自动控制、遥测遥控、无线电导航和测量技术等领域。

1 概论

1.1 概述

1.2 合金电沉积的条件及类型

1.2.1 合金电沉积的条件

1.2.2 合金电沉积的类型

1.3 电沉积法制备金属基复合材料的国内外研究进展

1.3.1 高硬度、耐磨金属基复合材料

1.3.2 耐蚀金属基复合材料

1.3.3 自润滑金属基复合材料

1.3.4 电催化活性金属基复合材料

1.3.5 电接触功能金属基复合材料

1.4 脉冲电沉积技术的研究进展

1.4.1 脉冲电沉积设备的状况

1.4.2 脉冲电沉积工艺的进展

1.5 复合电沉积机理的研究进展

1.6 描述复合电沉积过程的数学模型

1.6.1 Guglielmi模型

1.6.2 MTM模型

1.6.3 Valdes模型

1.6.4 运动轨迹模型

1.6.5 Hwang模型

1.6.6 Yeh和Wan模型

1.6.7 其他机理及模型

2 实验及研究方法

2.1 电解液组成及工艺条件

2.2 实验设备及参数

2.2.1 智能多脉冲电源的特点

2.2.2 智能多脉冲电源的输出参数

2.2.3 智能多脉冲电源输出的波形及参数计算

2.3 工艺流程

2.4 分析及测试方法

3 电解液组成和工艺条件对金属基纳米复合材料脉冲电沉积的影响

3.1 实验设备及参数

3.2 电解液组成对金属基纳米复合材料脉冲电沉积的影响

3.2.1 硫酸镍浓度的影响

3.2.2 柠檬酸浓度的影响

3.2.3 钨酸钠浓度的影响

3.2.4 次磷酸钠浓度的影响

3.2.5 n-SiO2颗粒浓度的影响

3.2.6 n-CeO2颗粒浓度的影响

3.2.7 表面活性剂的影响

3.3 工艺条件对金属基纳米复合材料脉冲电沉积的影响

3.3.1 电解液pH值的影响

3.3.2 电解液温度的影响

3.3.3 机械搅拌速度的影响

3.3.4 超声功率的影响

3.4 小结

4 脉冲参数对金属基纳米复合材料脉冲电沉积的影响

4.1 单脉冲参数对金属基纳米复合材料脉冲电沉积的影响

4.1.1 单脉冲导通时间的影响

4.1.2 单脉冲关断时间的影响

4.1.3 单脉冲峰值电流密度的影响

4.1.4 单脉冲占空比的影响

4.2 双脉冲参数对金属基纳米复合材料脉冲电沉积的影响

4.2.1 正向脉冲占空比的影响

4.2.2 反向脉冲占空比的影响

4.2.3 正向脉冲工作时间的影响

4.2.4 反向脉冲工作时间的影响

4.2.5 正向脉冲平均电流密度的影响

4.2.6 反向脉冲平均电流密度的影响

4.3 小结

5 脉冲电沉积过程的初期生长行为及沉积机理

5.1 脉冲电沉积过程的初期生长行为

5.1.1 电化学抛光工艺

5.1.2 金相腐蚀工艺

5.1.3 不同脉冲电沉积时间下的成分分析

5.1.4 不同脉冲电沉积时间下的表面形貌

5.2 脉冲电沉积机理

5.2.1 复合电沉积的热力学分析

5.2.2 电解液体系对脉冲复合电沉积的影响

5.2.3 脉冲工艺对脉冲复合电沉积的影响

5.2.4 纳米颗粒对脉冲复合电沉积的影响

5.2.5 双脉冲电沉积机理

5.3 小结

6 金属基纳米复合材料的晶化过程及界面结合方式

6.1 晶化过程

6.1.1 相结构分析

6.1.2 结晶度分析

6.1.3 晶粒尺寸分析

6.2 界面显微结构、元素分布及界面结合方式

6.2.1 界面显微结构分析

6.2.2 界面元素分布及界面结合方式

6.2.3 界面元素Kα电子分布图

6.3 小结

7 金属基纳米复合材料的显微硬度及磨损性能

7.1 显微硬度分析

7.2 磨损性能分析

7.3 小结

8 金属基纳米复合材料高温氧化和化学腐蚀行为及机理

8.1 氧化过程的动力学特征

8.1.1 氧化增重率与氧化温度的动力学特征曲线

8.1.2 氧化增重率与氧化时间的动力学特征曲线

8.1.3 氧化形貌特征分析

8.1.4 氧化机理探讨

8.2 腐蚀过程的动力学特征研究

8.2.1 腐蚀速率分析

8.2.2 腐蚀形貌特征分析

8.2.3 耐腐蚀性能分析

8.2.4 腐蚀机理探讨

8.3 小结

9 金属基纳米复合材料性能比较及应用前景分析

9.1 金属基纳米复合材料的性能比较

9.1.1 电沉积方式对金属基纳米复合材料性能的影响

9.1.2 脉冲电沉积金属基纳米复合材料与硬铬技术的比较

9.1.3 金属基复合材料之间的性能对比

9.2 金属基纳米复合材料的应用前景分析

9.3 小结

参考文献