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纳米量级的颗粒在理论上可大幅提高镀层中的化合物复合量,而且纳米颗粒的引入,会给镀层带来优异的功能特性。开发较多的有镍基、锌基、铜基和银基等镀层。按用途可分为装饰防护性镀层、耐磨减摩镀层、耐高温镀层等。塑胶模具涂层
纳米陶瓷颗粒的耐高温特性和抗高温氧化性能也受到人们的重视,将纳米陶瓷颗粒应用在耐高温复合镀层中能有效地提高镀层的抗高温性能。与微米粉相比,纳米粉的加入可显著改善镀层的微观组织,提高镀层的耐高温性能。ZrO2具有良好的功能特性,在复合材料中得到广泛应用。将纳米ZrO2颗粒与化学镀Ni2P非晶合金共沉积,再经适当的热处理使Ni2P非晶化成纳米颗粒可获得纳米Ni2P/ZrO2功能涂层。
纳米Ni2P/ZrO2功能涂层由于纳米ZrO2颗粒的存在,复合镀层的纳米尺寸更加稳定,因而复合镀层具有更高的高温硬度和耐高温性能。研究表明,Ni2W2B非晶态复合镀层中纳米ZrO2的作用是提高镀层在550～850℃的抗高温氧化性能,可使镀层耐磨性提高2～3倍,同时镀层的耐磨性和硬度也明显提高。
航空航天和燃气轮机的某些部件工作温度在850℃以上,而镀Ni、Ni2P和Cr层只能在低于400℃以下工作,钴基复合镀层,如Co2Cr3C2、Co2ZrB2和Co2SiC的出现,大大提高了高温耐磨性能,但采用钴基纳米金刚石复合镀纳米复合镀层的研究现状层更具有明显优势。如用于发动机级间的密封圈、摩托车铝合金缸体的复合镀层,由于能承受500℃以上的高温,有更长的使用寿命;若在镀层中采用短杆纳米金刚石微晶,由于同镀层的结合面积大,摩擦时不易剥落,效果更好。
由于添加物的加入对复合镀层的性能有较大的影响,因此有些研究者也探讨了包括稀土在内的添加物的作用。稀土氧化物La2O3纳米粒子加入,使镍基复合镀层的晶粒明显细化,抗高温氧化能力得到明显提高。
