化學(xué)復(fù)合鍍Ni-P-PTFE的鍍速及鍍層摩擦學(xué)性能研究：結(jié)果與討論

【簡介】

3．1主鹽質(zhì)量濃度對鍍速的影響

    圖1為主鹽硫酸鎳質(zhì)量濃度對鍍速的影響。

圖1硫酸鎳質(zhì)量濃度對鍍速的影響

Figure l Effect of mass concentration of nickel sulfate on deposition rate

    由圖l可以看出，硫酸鎳質(zhì)量濃度低于25 g／L時(shí)，沉積速率隨質(zhì)量濃度升高而上升；當(dāng)硫酸鎳質(zhì)量濃度達(dá)到25 g／L左右時(shí)，鍍速不再增大；．隨著硫酸鎳質(zhì)量濃度的進(jìn)一步增大，鍍速有所降低。因此，本實(shí)驗(yàn)中硫酸鎳的添加量為25 g／L。

3．2還原劑質(zhì)量濃度對鍍速的影響

    圖2為還原劑次磷酸鈉質(zhì)量濃度對鍍速的影響。由圖2可知，隨著次磷酸鈉質(zhì)量濃度的增加，沉積速率直線上升，到30 g／L以上時(shí)鍍速逐漸趨于緩和甚至降低。因此，本實(shí)驗(yàn)中次磷酸鈉的添加量為30 g／L。

圖2次磷酸鈉質(zhì)量濃度對鍍速的影響

Figure 2 Effect of mass concentration of sodium hypophosphite on deposition rate

3．3鍍液pH對鍍速的影響

    圖3為pH對鍍速的影響。

圖3 pH對鍍速的影響

Figure 3 Effect of pH on deposition rate

    由圖3可知，若鍍液中pH太低，則沉積速率很慢 pH過高時(shí)，0H^-極易與Ni²⁺結(jié)合，生成Ni(OH)₂沉淀從而導(dǎo)致鍍液分解失效。當(dāng)pH偏高或不均勻時(shí)，鍍液容易混濁甚至發(fā)生分解。將pH設(shè)定在4．6左右是合無的。

3．4鍍液溫度對鍍速的影響

    圖4為轆諦漏唐對瓣談的影晌．

圖4鍍液溫度對鍍速的影響

Figure 4 Effect of bath temperature on deposition rate

    由圖4可知，溫度小于80 ℃時(shí)，鍍液毫無反應(yīng)，鍍速為零；當(dāng)溫度高于94 ℃時(shí)，隨著施鍍溫度的升高，粒子運(yùn)動速率逐漸加快，使鍍件表面催化活性點(diǎn)的數(shù)量增多，從而促進(jìn)金屬離子的沉積速率加快，導(dǎo)致鍍層的沉積速率增大。溫度若繼續(xù)升高，粒子運(yùn)動速率進(jìn)一步加快，粒子在表面停留的時(shí)間反而縮短，因此不利于鍍層的形成及其與基體的結(jié)合，且鍍層易從基體表面脫落下來，鍍層的結(jié)合力變差。本實(shí)驗(yàn)中，施鍍溫度的最佳范圍是(92±20) ℃。

3．5 PTFE體積分?jǐn)?shù)對鍍速的影響

    圖5示出了鍍液中PTFE體積分?jǐn)?shù)對鍍速及鍍層中PTFE質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響。

圖5  鍍液中PTFE體積分?jǐn)?shù)對鍍速及鍍層中PTFE質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

Figure 5 Effect of PTFE volume fraction in solution on    deposition rate and mass fraction of PTFE in deposit

由圖5可知，隨著鍍液中PTFE體積分?jǐn)?shù)的增加，鍍速逐漸降低，而鍍層中PTFE質(zhì)量分?jǐn)?shù)則不斷增大。當(dāng)PTFE粒子的體積分?jǐn)?shù)較低時(shí)，隨著其增大，粒子與試樣表面發(fā)生機(jī)械碰撞的幾率增大，被吸附和鑲嵌的粒子也增多，而且適量的PTFE在沉積過程中能夠增加沉積基底上成核的幾率，促進(jìn)共沉積；PTFE體積分?jǐn)?shù)過高時(shí)，粒子間發(fā)生相互碰撞的幾率增大，容易產(chǎn)生團(tuán)聚，不僅妨礙其共沉積，而且會造成鍍層質(zhì)量下降，同時(shí)由于表面活性劑的質(zhì)量濃度會隨著乳液加入量的增加而增加，表面活性劑在鍍件表面的吸附量隨之增大，從而抑制了PTFE微粒在鍍件表面的吸附。故隨著鍍液中PTFE的含量增大到一定程度，鍍層中PTFE粒子的含量趨于穩(wěn)定。10 mL／L左右的PTFE乳液添加到鍍液中能得到性能良好的復(fù)合鍍層，同時(shí)也能保證較高的沉積速率。