[发明专利]一种物理场辅助脉冲电沉积纳米结构镍钴合金涂层的方法及实验装置

权利要求书

1.一种物理场辅助脉冲电沉积纳米结构镍钴合金涂层的方法，其特征在于，采用物理场辅助脉冲电沉积技术，该技术是指在电镀过程中利用柔性摩擦介质对作为阴极板的炮钢表面不断摩擦，从而在阴极板表面形成纳米结构镍钴合金涂层。

2.按照权利要求1所述的物理场辅助脉冲电沉积纳米结构镍钴合金涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)待镀样品镀前处理

首先对待镀样品依次使用240#、600#、1000#、1500#砂纸进行打磨，然后放入装有无水乙醇的烧杯中进行超声波清洗，随后进行碱洗除油，最后酸洗活化；

(2)配制1L的镀液，配制过程中均用去离子水配制镀液；

(3)将配制的镀液倒入放置在磁力搅拌水浴加热器内的电镀槽中，打开加热器，将镀液进行水浴加热至40～60℃；

(4)镀液温度达到40～60℃时，将做完前处理的待镀样品置于阴极固定架中，调整待镀样品位置，确保待镀样品在板刷正下方；

(5)通过导线将阳极板、阴极板与脉冲电源的正极、负极相连，打开脉冲电源，设置电流密度、频率、占空比和时间，开始预镀阶段；

(6)预镀阶段后，打开控制器开关，板刷开始工作，进入摩擦镀阶段；

(7)摩擦镀结束后，断开电源，将取出的样品用水清洗干净，最后吹干，装袋标记，获得物理场辅助脉冲电沉积纳米结构镍钴合金涂层。

3.按照权利要求2所述的物理场辅助脉冲电沉积纳米结构镍钴合金涂层的方法，其特征在于，步骤(2)中，制备涂层的镀液配方如下：

药品均为国药分析纯，镀液使用去离子水配制。

4.按照权利要求2所述的物理场辅助脉冲电沉积纳米结构镍钴合金涂层的方法，其特征在于，步骤(5)和(6)中，预镀和摩擦镀的电沉积工艺参数如下：平均电流密度为2.5～10A/dm²，脉冲频率100～300Hz，占空比0.4～0.6，温度40～60℃，总电镀时间30～60min，预镀时间为10～15min，摩擦镀时间为20～45min，柔性摩擦介质运动速度8～12m/min。

5.按照权利要求2所述的物理场辅助脉冲电沉积纳米结构镍钴合金涂层的方法，其特征在于，步骤(1)中，待镀样品为阴极板炮钢PCrNi3MoVA基体；步骤(6)中，摩擦镀阶段采用的柔性摩擦介质为猪鬃。

6.一种权利要求1至5之一所述方法使用的物理场辅助脉冲电沉积纳米结构镍钴合金涂层的实验装置，其特征在于，该实验装置由驱动组件、板刷组件、电镀槽组件、脉冲电源、磁力搅拌水浴加热器构成，具体结构如下：

驱动组件包括活塞缸、活塞杆、传动杆一、传动杆二、调速电机和控制器，竖向的活塞杆穿设于活塞缸，活塞杆的上端与传动杆一的一端铰接，传动杆一的另一端与传动杆二的一端铰接，传动杆二的另一端与调速电机的输出端连接，调速电机的输入端与控制器相连；

板刷组件包括两个板刷和连接件，活塞杆的下端通过连接件与板刷相连，连接件为下凹槽形，活塞杆下端带有外螺纹，并穿设于连接件的顶部水平板，活塞杆与连接件通过上下两个固定螺母连接；

电镀槽组件包括电镀槽、阴极固定架和导电片，电镀槽设置于装有水的磁力搅拌水浴加热器中，电镀槽内装有镀液；两个阳极板插设于电镀槽中，两个阳极板的上端分别通过导线与脉冲电源的正极连接；待镀样品作为阴极板插设于电镀槽内的阴极固定架上，阴极板顶部与阴极固定架上的导电片紧密接触连接，导电片的上端通过导线与脉冲电源的负极连接。