石墨烯增强相对镍基复合镀层的强化作用及镀层制备

李兵1，陈喆2，刘兰徽3，邢镔3，王秋林1 ( 1．成都航空职业技术学院; 2．四川大学机械工程学院;3．重庆工业大数据创新中心有限公司工业大数据应用技术国家工程实验室)

摘要:为促进石墨烯基复合材料的制备和应用，利用电沉积的方法在碳素钢基体表面分别制备了石墨烯/镍复合镀层及纯镍镀层，利用扫描电镜(SEM)对镀层的形貌进行了观察分析，利用X射线衍射仪(XRD)对镀层的物相进行了分析，利用硬度测试仪对镀层进行了力学性能的评价。研究表明: 在相同的制备条件下，对于石墨烯/镍复合镀层，石墨烯的引入使镍基晶粒细化，且由于石墨烯导电性能比镍好，在电沉积过程中，镍离子优先在石墨烯片上沉积形成包状凸起; 而未添加石墨烯的纯镍镀层在沉积过程形成的是较为光滑平整的纯镍镀层，晶粒较大。XRD检测结果显示，整个电沉积过程无相变发生，石墨烯的引入使得沉积镍的晶粒细小，组织更致密。Raman检测结果显示沉积电流越小，沉积的石墨烯的2D峰与G峰的强度比值越大，分散效果越好。添加石墨烯的镍镀层硬度明显高于未添加石墨烯的镀层，最高硬度可达约530HV4.9N。以上结果表明:利用电沉积技术将石墨烯作为第二相引入到金属基体中，是一种有效制备高性能石墨烯/金属复合材料的方法。

关键词:石墨烯; 复合镀层; 电沉积; 制备; 硬度