电沉积镍钨合金的应用及研究现状

   钨是银白色、有光泽、自然界中熔点最高的金属。同时钨也具有较高的硬度和化学稳定性,能够在表面形成一层氧化膜,其金属活泼性比铬低,而且钨没有毒性,不会对环境造成污染,因而用钨作为表面镀层早就引起了人们的兴趣。由于钨的标准电极电位为负,且H2在金属钨上的过电位又很小,所以在水溶液中单独电沉积钨是不可能的。但在标准电极电位相对较正的铁系元素的去极化和诱导作用下,可以共析形成Fe-W、Co-W、N-iW二元合金及它们的三元合金,如C-W-P、N-iW-B等,这些合金可以作为满足部分性能要求的代铬镀层。

   镍钨合金以其独特的摩擦学、磁学、光学、电学与电腐蚀等方面的性能,受到人们的重视。镍钨合金电镀层结构致密、耐热性高,可与陶瓷、石墨相媲美;在高温下耐磨损、抗氧化,具有良好的自润滑和耐蚀性能。在灰口铸铁玻璃模具上施镀镍钨非晶态合金,可以大大提高模具的使用寿命。据报道,镍钨合金还广泛应用于内燃机气缸、活塞环、热锻模、轧辊、接触器和钟表机芯等工件。在镍钨合金镀层中添加适量的稀土元素,能有效地促进固体颗粒与合金的共沉积,显著增加复合材料中固体微粒的含量,提高复合镀层的硬度、耐磨性以及抗氧化性,提高镀层的性能。本文综述了电沉积镍钨合金的研究现状及发展趋势。

   镍钨合金因为其独特的摩擦学、磁学、光学、电学与电腐蚀等方面的性能而得到广泛的研究和应用。但是目前对镍钨合金的研究深度和广度还远远不够,无论是工艺方面还是理论方面都很薄弱。比如对镍钨能够实现共沉积的机理尚不明确;其次稀土元素能对镍钨基多元合金产生某些特殊效果,仅凭目前人们对稀土在镍钨合金沉积过程中的应用研究还远不能作出正确的判断和解释。现在人们的工作只是提出了一些实验事实和实验结果,对稀土元素的作用机理和作用规律也只是猜测性的推断,并没有实质性的认识。如稀土增加镀液稳定性的作用机制、稀土提高合金镀层耐蚀性的机理、稀土提高耐磨性以及硬度的机理等都有待于进一步更深层次的研究。这些对电沉积技术乃至整个表面工程领域的成熟与发展及实际应用具有重要意义。因此,为适应现代科技发展对新材料所提出的各种新要求,有必要加强对电沉积镍钨合金的工艺和机理的研究。