Ni-Al金属间化合物涂层的制备方法(7)
11）热喷涂
热喷涂是利用某种热源将涂层材料加热到熔融或半熔融状态，同时借助于焰流或高速气体将其雾化，并推动这些雾化后的粒子喷射到基体表面，沉积成具有某种功能的涂层技术[16]。根据热源分类，它包括：熔体喷涂、火焰喷涂、电能喷涂和高能束喷涂。涂层中存在残余应力是热喷涂涂层的特点之一。残余应力是由于撞击基材表面的熔融态变形颗粒的冷凝收缩产生微观应力的累积形成的。涂层中存在的残余应力影响涂层的质量，限制了涂层的厚度。
热喷涂技术的应用较为广泛，Deevi通过反应等离子喷涂技术在铜材表面喷涂了Ni、Al粉 [17]，实验结果表明：当喷涂粒子通过等离子焰时，Ni和A1 间反应放出大量的热，放热量取决于反应时Ni占的原子比例，经观察形成Ni Al时其反应热至少100000K/ min，因此必然发生Al熔化和Ni(固相)和A1(液相)间的扩散反应。但粒子在火焰中的停留时间很短限制了Ni和A1间的接触和扩散，放热扩散反应可能当A1 的熔滴沉积到基体上时才发生。Ni和A1反应可形成具有良好高温性能的高熔点金属间化合物，经过多级反应，最后涂层中包含有Ni 、A1、Ni3Al、NiA13、Ni5Al3、NiAl等相。
山东大学的郭国林等人[19] ，用氧-乙炔亚音速火焰喷涂工艺对高炉铜质风口套表面喷涂耐高温、耐磨材料，用镍包铝自粘结性合金粉末作为喷涂打底层，在喷涂过程中，镍与铝发生剧烈的铝热反应，生成金属间化合物Ni3Al、NiAl等，并放出大量的热，较大改善了工件表面的硬度和耐高温性。此外，英国剑桥大学的Hearley]等人[18] ，使用高速氢氧基燃料热喷涂（HVOF）法制备的Ni-Al涂层具备较好的防腐性能。西安理工大学的冯拉俊等人[20] ，利用等离子喷涂方法制备了NiAl-Al2O3梯度陶瓷涂层，并对涂层的组织分布、结合强度、显微硬度和抗热震性进了试验研究。结果表明：由于NiAl金属间化合物过渡层的宏观不均匀性和微观连续性，其引入可有效地改善涂层的质量。
1．3 电镀镍
1.3.1 电镀理论基础
电镀就是利用电解原理，使金属或合金沉积在制件表面，形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。
电镀原理：在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的正极和负极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来文持。电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
电镀中金属沉积反应至少包括如下三个串联步骤：
①液相传质 金属离子由溶液主体向电极表面迁移。
②电子转移 金属离子在电极表面得到电子发生还原反应，生成金属原子。
③新相生成 金属原子形成金属晶体（结晶）
1）阴极反应
在电镀过程中阴极反应主要是金属离子(或其络离子)的还原反应。如硫酸镍溶液中镀镍，阴极主反应为：
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