镍钼钆(镝)镀层性能的研究+文献综述(8)
3.2.2电流密度对镀层的硬度影响
图3.9 电流对镀层硬度的影响
图3.9是电流对镀层硬度的影响。由图3.9可以看出当电流在0.71-0.74A范围内变化时，镀层硬度随着电流的增大而逐渐快速增大，当电流为0.74A时镀层硬度最大，为748.16HV。当电流在0.77A-0.83A范围内变化时，镀层的硬度开始减小。其原因可能为随着电流密度的增加，电镀过程中阴极极化加强，阴极过电位增大，由电化学理论可知，增大阴极过电位可减小形核半径和形核过程消耗的能量，增大晶核的生成几率，晶核生成速率大于晶核生长速率，镀层晶粒细化，结构致密，硬度增加。当电流继续增加超过金属离子还原的极限电流时阴极开始出现严重的析氢现象，镀层容易烧焦，导致镀层硬度下降。当电流为0.74A时镀层硬度最大。
3.2.3 脉冲频率对镀层硬度的影响
图3.10是脉冲频率对镀层硬度及沉积速率的影响。从图3.10中可以看到频率对镀层硬度的影响，频率在1000Hz~5000Hz范围内变化时，随着频率的增加，镀层的硬度在缓慢有规律的提高。当频率在1000Hz~4000Hz范围内变化时，随着频率的增加，镀层的硬度缓慢提高，当频率在4000Hz~5000Hz之间变化时，随着频率的增加，镀层的硬度提升较慢。当频率为5000Hz时，镀层硬度达到最大值，为771.2HV。可能的原因是频率在较大范围时，也就是周期较小时脉冲电源的张弛容易增加阴极活化极化和减小浓差极化，促进镀层晶粒细化，使镀层的硬度提高。
图3.10 脉冲频率对镀层硬度的影响
3.2.4 占空比对镀层的硬度的影响
图3.11 占空比对镀层硬度的影响
图3.11是占空比对镀层硬度的影响。由图3.11可知，占空比对镀层硬度的影响。占空比在0.5-0.6之间变化时，随着占空比的增加，镀层硬度急速下降：占空比在0.6-0.8之间变化时，镀层硬度下降缓慢：占空比在0.8-0.9之间变化时，镀层硬度再次明显快速降低。当占空比为0.5时镀层硬度最大为776.6HV。其原因可能是随着占空比的增大，在平均电流密度相同的条件下，阴极峰电流随着占空比的增加而降低，阴极极化降低，相当于直流电镀，脉冲电镀的效果减弱，另外镀液中稀土Gd3+可能随着峰电流的减弱，吸附在阴极的能力也变弱，阴极极化减小，镀层晶粒逐渐变大，导致镀层的硬度下降。由图中可以看出，当占空比为0.5是镀层硬度最佳。
3.2.5 电镀时间对镀层的硬度的影响
图3.12 电镀时间对镀层硬度的影响
图3.12是电镀时间对镀层硬度的影响。从图3.12可以看出，当电镀时间在10min时，镀层几乎没有完整形成，镀层不仅较脆，而且结合力极差，轻轻一碰，镀层即开始脱落，所以不具有研究价值。当电镀时间在15~20min范围内变化时，随着电镀时间的增加，镀层硬度逐步增加，且在时间为20min时镀层硬度最大为720.34HV。当电镀时间在20~30min范围内变化时，随着电镀时间的增加，镀层硬度在缓慢减少。当电镀时间在15~30min范围内变化时，镀层的硬度随着电镀时间的增加是先提高至一个峰值，再逐步减少，且在时间为20min时镀层硬度最大为543.92HV。当电镀时间再20~30min范围内变化时，镀层硬度小幅下降。当时间为20min时镀层的硬度最佳。
3.2.6粒子转速对镀层的硬度的影响
图3.13是粒子转速对镀层硬度的影响。由图3.13可以看出，随着旋转粒子的转速的增加，镀层的沉积速率逐渐增加。其原因可能是Gd3+能提高阴极电流效率，使镀层沉积速率增加。当转速在200r/min-400r/min范围内变化时，镀层硬度随着转速的增大是先增大后减小，并当转速在350r/min时，镀层的硬度达到最大值，分别为764.59HV。当转速在200r/min-350r/min时，随着转速的加快，镀层的硬度有缓慢的增加。其原因可能为随着转速的增加，镀液加快流动，加快了络合剂的络合能力。当转速在350r/min-400r/min时，硬度反而下降。可能是因为镀液流动过于迅速，加快了金属离子扩散到阴极表面的速度，从而降低了阴极极化，镀层质量下降。说明该反应适合在转速保持在350r/min条件下进行。