【摘 要】
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目的 探究纳米TiO2颗粒对Ni-W-P镀层组织结构、耐蚀性与耐磨性能的影响,提高2024铝合金管材的耐蚀性.方法 使用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO2纳米复合镀层,通过SEM、EDS、XRD表征了镀层的表面形貌、表面元素分布以及镀层物相.对比了传统Ni-W-P镀层与所制备Ni-W-P/TiO2纳米复合镀层的显微硬度与耐磨性.结果 加入纳米TiO2颗粒后,镀层表面变得更加致密,晶粒得到细化.EDS结果表明,纳米TiO2颗粒在镀层中分布均匀.物相分析表明,镀层为晶态结构,加入纳米
【机 构】
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西南石油大学,成都 610500;中国石油化工股份有限公司 西北油田分公司石油工程技术研究院,乌鲁木齐 830000;重庆大学,重庆 400030
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目的 探究纳米TiO2颗粒对Ni-W-P镀层组织结构、耐蚀性与耐磨性能的影响,提高2024铝合金管材的耐蚀性.方法 使用化学镀的方法在2024铝合金表面制备了Ni-W-P/TiO2纳米复合镀层,通过SEM、EDS、XRD表征了镀层的表面形貌、表面元素分布以及镀层物相.对比了传统Ni-W-P镀层与所制备Ni-W-P/TiO2纳米复合镀层的显微硬度与耐磨性.结果 加入纳米TiO2颗粒后,镀层表面变得更加致密,晶粒得到细化.EDS结果表明,纳米TiO2颗粒在镀层中分布均匀.物相分析表明,镀层为晶态结构,加入纳米TiO2颗粒后,镀层平均晶粒尺寸为9.706 nm,比Ni-W-P镀层的晶粒尺寸减小了0.612 nm.失重试验表明,Ni-W-P/TiO2纳米复合镀层在Cl–为2×105 mg/L的地层水中具有较强的耐蚀性,腐蚀速率为0.1062 g/(m2·h),与Ni-W-P镀层的腐蚀速率相比,减少了21％;与Ni镀层的腐蚀速率相比,减少了31％;与2024铝合金的腐蚀速率相比,下降了69％.电化学测试结果表明,Ni-W-P/TiO2纳米复合镀层的自腐蚀电位较Ni-W-P镀层、Ni镀层以及2024铝合金分别正移了0.0813、0.1668、0.4141 V,腐蚀倾向更低.与Ni镀层、Ni-W-P镀层相比,Ni-W-P/TiO2纳米复合镀层具有最高的显微硬度(535.6HV)以及耐磨性(0.1942 mg/min).结论 纳米TiO2颗粒的加入可以减小镀层的晶粒尺寸,使镀层表面更加致密,同时提高镀层的硬度,增强镀层的耐蚀性与耐磨性.
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