【摘 要】
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通过电沉积的方法将固体微粒与基质金属进行共沉积，得到许多单一金属和合金所不具备的性能的复合沉积层，研究其制备工艺及各工艺参数对镀层性能的影响，并对电沉积过程建立数学模
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通过电沉积的方法将固体微粒与基质金属进行共沉积，得到许多单一金属和合金所不具备的性能的复合沉积层，研究其制备工艺及各工艺参数对镀层性能的影响，并对电沉积过程建立数学模型进行计算机模拟。本文研究主题是“铜基自润滑复合镀层的工艺制备和沉积机理的研究”，概括地说就是通过均匀设计优化了在试样表面制备Cu-PTFE自润滑复合镀层的制备工艺，所获得的复合镀层具有表面光亮平整、结合度较好，摩擦系数低即有较好的耐磨性能的特点。
本文主要的研究成果如下：
1)为了获得最佳的铜基自润滑复合镀层，采用均匀设计法，其中以试样的摩擦系数和显微硬度的优劣作为对镀层好坏的评定标准，将实验结果进行多元回归分析，计算得出哪个参数对镀层性能影响最大。获得最佳工艺参数：CuSO4 85g/L，H2SO4 55g/L，EDTA 0.2g/L，PTFE乳液40g/L；制备工艺为：镀液温度50℃，电流密度4A/dm2，电镀时间60min。
2)通过实验了解各种工艺参数对镀层的显微硬度和摩擦系数的影响，对进一步提高镀层的性能有重要的意义。经过测试和数据处理后可以得到镀层的显微硬度和摩擦系数随着电流密度的增大、施镀时间的增加，均呈先减后增大的趋势；当镀液中PTFE的含量增加时，显微硬度不断减小，而摩擦系数先减小后增大。
3)在Guglielmi的两步吸附模型和Celis的MTM模型基础上，提出了镀液中的固相颗粒(PTFE)首先在镀液中表面形成一离子吸附层，然后通过流体对流动作用运动到流动边界层，再通过扩散穿越扩散层，到达电极表面，此时颗粒要么形成不可逆的吸附即不会发生脱附，完成沉积，要么形成可逆的吸附，只有当吸附到达一定时间后，颗粒才最终变成有效吸附即不可逆的状态。在这一基础上通过编程进行计算机模拟，得出在沉积初始阶段(前20min)颗粒沉积主要以强吸附状态占主导即P值较大；在后期(后20min)颗粒开始转为弱吸附状态为主导即P值较小。说明颗粒的整个沉积过程是一个从强吸附到弱吸附转变的过程。
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