電鍍鉻層納米結構及其熱穩定性研究

摘要：用 X 射線衍射(XRD)，掃描電鏡(SEM)及其能譜(EDS)，透射電鏡(TEM)分析和顯微硬度測試，研究了用普通電鍍方法在 08F 低碳鋼表面制備出的 150 μm 厚的鉻納米結構層，并對該鍍層在 200~600 ℃范圍內的熱穩定性進行了分析。結果表明，500 ℃退火后，鍍鉻層晶粒由原來的 10 nm 左右長大到 100 nm 以上；隨著退火溫度的升高鍍鉻層與低碳鋼基體間的互擴散層增厚。同時，鍍層顯微硬度也不斷降低，當退火溫度超過 400 ℃時，顯微硬度開始明顯下降。

關鍵詞：電鍍鉻；納米結構鍍層；熱穩定性

中圖分類號：TG174.441     文獻標識碼：A     文章編號：1007–9289(2007)03–0030–04

0 引 言

由于納米材料具有晶粒尺寸小、晶界數目多、界面體積分數大等特點，使其與傳統材料相比具有許多獨特的物理和化學性能，因此得到了廣泛關注。納米結構材料的制備方法有很多，與傳統的納米晶材料的制備方法相比，電沉積法可以在相對簡單的條件下獲得多種納米材料[1]。所以用傳統的電鍍法制備納米鍍層已成為納米表面工程研究領域的熱點之一[2]。

以往對電鍍 Cr 層的研究往往重視其耐蝕性、耐磨性等，而對其組織的研究相對較少。但由于電結晶的原因，電鍍層中往往存在許多結構缺陷。

這些缺陷由于熱力學上的不穩定將在溫度升高時發生變化，而且由于超細的納米結構在熱力學上也屬于高能量狀態，在溫度升高時也將發生晶粒長大，這些都將影響鍍層的性能。因此有必要對電鍍Cr 納米結構鉻層的組織及其熱穩定性、鍍層與基體間互擴散狀況及硬度在退火過程中的變化進行研究。

1 試驗方法

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