电镀铬层纳米结构及其热稳定性研究

摘要：用 X 射线衍射(XRD)，扫描电镜(SEM)及其能谱(EDS)，透射电镜(TEM)分析和显微硬度测试，研究了用普通电镀方法在 08F 低碳钢表面制备出的 150 μm 厚的铬纳米结构层，并对该镀层在 200~600 ℃范围内的热稳定性进行了分析。结果表明，500 ℃退火后，镀铬层晶粒由原来的 10 nm 左右长大到 100 nm 以上；随着退火温度的升高镀铬层与低碳钢基体间的互扩散层增厚。同时，镀层显微硬度也不断降低，当退火温度超过 400 ℃时，显微硬度开始明显下降。

关键词：电镀铬；纳米结构镀层；热稳定性

中图分类号：TG174.441     文献标识码：A     文章编号：1007–9289(2007)03–0030–04

0 引 言

由于纳米材料具有晶粒尺寸小、晶界数目多、界面体积分数大等特点，使其与传统材料相比具有许多独特的物理和化学性能，因此得到了广泛关注。纳米结构材料的制备方法有很多，与传统的纳米晶材料的制备方法相比，电沉积法可以在相对简单的条件下获得多种纳米材料[1]。所以用传统的电镀法制备纳米镀层已成为纳米表面工程研究领域的热点之一[2]。

以往对电镀 Cr 层的研究往往重视其耐蚀性、耐磨性等，而对其组织的研究相对较少。但由于电结晶的原因，电镀层中往往存在许多结构缺陷。

这些缺陷由于热力学上的不稳定将在温度升高时发生变化，而且由于超细的纳米结构在热力学上也属于高能量状态，在温度升高时也将发生晶粒长大，这些都将影响镀层的性能。因此有必要对电镀Cr 纳米结构铬层的组织及其热稳定性、镀层与基体间互扩散状况及硬度在退火过程中的变化进行研究。

1 试验方法

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