本项目研究了三元Ni-Cu-P镀层、三元Ni-W-P镀层,Ni-Cu-P-PTFE镀层的抗垢性能,分别得到下面的研究结论。 三元Ni-Cu-P镀层中铜元素的含量随硫酸铜浓度的增加而依次增加,同时,三元Ni-Cu-P镀层的沉积速度依次增加,镀层热稳定性呈现出近似线性的提高,而三元Ni-Cu-P镀层的晶态结构呈现为非晶态的馒头状衍射峰,随三元Ni-Cu-P镀层中铜元素的含量随之增加,镀层的X射线衍射图谱中扫描强度峰的高度依次有所增加,呈现出晶体化的趋势。过多的铜元素不但不能继续细化三元Ni-Cu-P镀层的结构组织,反而会使镀层的结构组织变得粗大,从而造成三元Ni-Cu-P镀层的显微硬度下降。与未经表面处理的不锈钢换热表面相比,不锈钢表面的污垢沉积速度远高于经过三元Ni-Cu-P镀层表面改性后污垢的沉积速度。在耐蚀性方面,三元Ni-Cu-P镀层合金在5%硫酸溶液中,三元Ni-Cu-P镀层在硫酸溶液中的耐腐蚀性能决定于镀层中磷的含量,而对于三元Ni-Cu-P镀层在3.5%氯化钠水溶液中的腐蚀速度与镀层的铜含量呈相反的趋势。三元Ni-W-P镀层随着镀液中钨酸钠浓度的增加,镀层表面更加平整致密;钨元素含量增加,磷元素含量减少,镀层沉积速度呈减小的趋势。 三元Ni-W-P镀层中钨元素具有细化晶粒的作用,提高钨元素含量,能够改善镀层的粗糙度及摩擦磨损性能,并提高了镀层的硬度及结合强度,但并非钨元素含量越高,镀层弹性模量就越高。随着三元Ni-W-P镀层中钨元素含量的增加,三元Ni-W-P镀层中纳米晶相含量增加,其热稳定也得到显著改善,同时,镀层晶粒转变的激活能随着钨元素含量的增加而呈增大趋势。三元Ni-W-P镀层中钨元素含量越低,其表面自由能值越低,抗垢能力也越强。同时,钨元素含量不同三元Ni-W-P镀层的抗垢性能均优于低碳钢。 PTFE粒子的加入几乎没有改变Ni-Cu-P-PTFE镀层的组织,随着镀层中PTFE粒子含量的增加,Ni-Cu-P-PTFE镀层的硬度降低,表面自由能降低。在抗垢性能方面,与换热器低碳钢表面相比,Ni-Cu-P-PTFE镀层表面抑制了污垢的黏附,污垢的增加速度随着PTFE含量的增大而降低,理论上,更光滑的换热表面不能提高镀层的抗垢效果。 2100433B