吳蒙華，劉新功，王元?jiǎng)?，賈衛(wèi)平

(大連大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，大連 116622)

隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電沉積的研究?jī)?nèi)容也在不斷擴(kuò)展。在磁場(chǎng)作用下用電沉積方法生產(chǎn)的各種表層功能材料和金屬基復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，不但能滿足各種場(chǎng)合的特殊需要，而且能簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、節(jié)約貴重原材料和降低成本。磁場(chǎng)作用下電沉積制備的非晶態(tài)合金、納米級(jí)多層膜及梯度功能材料等均有十分廣闊的開(kāi)發(fā)前景[1]。

由于電磁場(chǎng)具有非接觸、清潔環(huán)保、能量密度高且易控制等優(yōu)點(diǎn)，在利用電沉積制備新材料的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。鑒于磁場(chǎng)所具備的特點(diǎn)，研究磁場(chǎng)對(duì)電沉積過(guò)程的影響規(guī)律是非常必要的。但是到目前為止，很多學(xué)者[1?9]都集中在研究磁場(chǎng)的施加方式、大小對(duì)沉積層的性能、組織細(xì)化均勻化、枝晶取向和一些特殊性能的影響。黃琦晟[10]研究了磁場(chǎng)強(qiáng)度及磁場(chǎng)方向與電場(chǎng)的相對(duì)關(guān)系等對(duì)電沉積層表面形貌、側(cè)面晶粒及擇優(yōu)取向影響的基本規(guī)律。張佳明[11]研究了磁場(chǎng)對(duì)電沉積制備納米晶鐵時(shí)的影響，闡述了磁場(chǎng)在電沉積中所起的作用。很少有人研究磁場(chǎng)作用下電沉積中傳質(zhì)過(guò)程對(duì)沉積層性能的影響。

本文作者建立了電沉積制備 Ni-SiC復(fù)合鍍層過(guò)程中宏觀物質(zhì)傳輸物理量耦合的數(shù)學(xué)模型，采用有限元軟件 COMSOL實(shí)現(xiàn)對(duì)電沉積中電磁場(chǎng)和流場(chǎng)的耦合模擬分析，重點(diǎn)研究電磁場(chǎng)的工藝參數(shù)對(duì)流場(chǎng)的影響規(guī)律，并且進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

1 建立模型

電沉積裝置示意圖如圖1所示，該裝置由電磁鐵、沉積槽(160 mm×80 mm×120 mm)、鎳板(40 mm×40 mm×20 mm)和鋼片(20 mm×40 mm×10 mm)、電鍍液等幾部分組成。電磁鐵EMP?7(東方晨景研)采用磁場(chǎng)氣隙可調(diào)雙極頭電磁鐵，可以方便快捷地調(diào)節(jié)極頭間隙，進(jìn)而可以改變磁場(chǎng)的大??；同時(shí)也可通過(guò)控制電磁鐵內(nèi)電流的大小改變磁場(chǎng)的大小。在電沉積過(guò)程中，流體的流動(dòng)切割磁感線進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，電鍍液的流動(dòng)和電磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生作用在電鍍液上的電磁力，從而驅(qū)動(dòng)電鍍液的運(yùn)動(dòng)。為了計(jì)算方便，整個(gè)電沉積裝置模型可以簡(jiǎn)化成二維模型來(lái)處理。運(yùn)用COMSOL Multiphysics建立電沉積過(guò)程中電磁場(chǎng)、流場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram of experimental equipments

1.1 磁場(chǎng)數(shù)學(xué)模型的建立

研究在電磁場(chǎng)作用下電鍍液的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把它看成由無(wú)數(shù)個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)是由位于電磁場(chǎng)中流體質(zhì)點(diǎn)所受電磁力引起的，在流體流通的區(qū)域內(nèi)形成流場(chǎng)，溶液的流動(dòng)情況取決于各個(gè)流體質(zhì)點(diǎn)在流場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)[12]。因此，描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律所形成的數(shù)學(xué)方程是電解質(zhì)溶液在電磁場(chǎng)下運(yùn)動(dòng)的基本方程。

電沉積槽的磁場(chǎng)由3部分組成：1)外加磁場(chǎng)；2)陰、陽(yáng)極和溶液中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)；3)陰、陽(yáng)極鐵磁材料被磁化后產(chǎn)生的磁場(chǎng)。在外加磁場(chǎng)給定的情況下，第 2)和 3)部分的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)外加磁場(chǎng)產(chǎn)生影響。第 2)部分的磁場(chǎng)可用畢奧?薩伐定律的線積分和體積分進(jìn)行計(jì)算。而第 3)部分的磁場(chǎng)可采用磁標(biāo)量勢(shì)位法進(jìn)行計(jì)算。電磁場(chǎng)的控制方程采用Maxwell方程組[13]。

式中：H是磁場(chǎng)強(qiáng)度，B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，J是電流密度，D是電感應(yīng)強(qiáng)度，E是電場(chǎng)強(qiáng)度，ρe是電荷的體積密度。

1.2 流場(chǎng)數(shù)學(xué)模型的建立

在電磁場(chǎng)中把電鍍液作為導(dǎo)電體，電場(chǎng)由電極板通脈沖電流而產(chǎn)生，在電磁鐵的繞組線圈內(nèi)通交流電產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場(chǎng)。當(dāng)電鍍液通過(guò)電流時(shí)，電鍍液就會(huì)在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用。為了簡(jiǎn)化模型和提高求解的收斂性，對(duì)模型做如下假設(shè)：

1)電流密度J和電磁通密度B均勻分布且相互垂直或平行。

2)忽略陽(yáng)極表面氣泡對(duì)電鍍液流動(dòng)的影響，電鍍液的流動(dòng)視為單相穩(wěn)態(tài)、不可壓等溫流動(dòng)，電鍍液上表面為自由面。

3)流體的密度、電導(dǎo)率和動(dòng)力粘度均為常數(shù)。

基于上述假設(shè)和根據(jù)電磁學(xué)和流體力學(xué)理論，推導(dǎo)出電鍍液在電磁場(chǎng)下運(yùn)動(dòng)的基本方程組[14?15]：

電流密度方程

電磁力密度方程

連續(xù)性方程

流體運(yùn)動(dòng)方程

式中：J是電流密度，σ是電導(dǎo)率，B是磁感應(yīng)強(qiáng)度，E是電場(chǎng)強(qiáng)度，u是流體的速度，f是電磁力，ρ是流體的密度，p是壓力，μ是流體的動(dòng)力粘度。

1.3 邊界條件及解法

電磁鐵裝置的線圈繞組簡(jiǎn)化為具有相同導(dǎo)電面積的載流區(qū)，并用載流密度來(lái)表征線圈繞組的電流強(qiáng)度。流體中含有的鎳離子在沉積槽中受到磁場(chǎng)力、重力、浮力和流體粘度引起的粘拽力等多個(gè)力的作用，由于粘拽力相比于磁場(chǎng)力不是同一個(gè)數(shù)量級(jí)，并近似認(rèn)為陽(yáng)離子在流體中處于懸浮狀態(tài)，因此只考慮磁場(chǎng)力，并將磁場(chǎng)力作為流場(chǎng)載荷加載到流場(chǎng)分析中，以實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)和流場(chǎng)的耦合。

2 模擬結(jié)果和討論

2.1 磁場(chǎng)的模擬結(jié)果

在電磁鐵線圈繞組內(nèi)電流為 60A、極頭極距為 9 cm時(shí)，計(jì)算得到的結(jié)果如圖2所示。圖2(a)所示為電磁鐵兩個(gè)極頭之間沒(méi)有介質(zhì)時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度在兩個(gè)極頭之間的分布情況，從圖2知，磁場(chǎng)在極頭之間均勻分布并且磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.23T。圖2(b)所示為磁場(chǎng)和電場(chǎng)方向垂直時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布情況。從圖2(b)可知，陰、陽(yáng)極之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.36T且比沉積槽中的其它位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度要強(qiáng)。這是因?yàn)殛帯㈥?yáng)極為鐵磁性材料，在磁場(chǎng)中很容易被磁化，陰、陽(yáng)極被磁化后產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原來(lái)的磁場(chǎng)相疊加而導(dǎo)致陰、陽(yáng)極之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度增加。圖2(c)所示為磁場(chǎng)方向與電場(chǎng)方向平行時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度在極頭之間的分布情況。從圖2(c)可以看出，極頭之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布非常均勻且為 0.36T。這是由于陰、陽(yáng)極被磁化后產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與外加磁場(chǎng)的方向相同，因此使極頭之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度變大。從圖2中還可看出，磁感應(yīng)強(qiáng)度在線圈的內(nèi)部的邊緣最強(qiáng)。這主要是線圈內(nèi)部的鐵磁性材料磁化后的邊緣效應(yīng)所引起的。

圖2 電磁場(chǎng)模擬結(jié)果Fig.2 Simulation results of electromagnetic fields: (a)Original magnetic field; (b)Vertical magnetic field; (c)Parallel magnetic field

電磁鐵線圈繞組內(nèi)的電流和極頭之間的距離決定著磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。在針對(duì)圖2(a)且頻率為1 000 Hz的情況下，分別取電流為20、40、60和80 A時(shí)得到的極頭之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨電流和極距的變化情況如圖3所示。由圖3可知，沉積槽中的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨電流的增大而增大，隨極距的增大而減小。在電流為80 A、極距為6 cm時(shí)，沉積槽中的磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大為1.07T。

2.2 流場(chǎng)及電流密度分布情況

圖3 磁感應(yīng)強(qiáng)度隨極頭間距的變化情況Fig.3 Changes of magnetic flux density of electromagnetic field with head spacing

圖4 流場(chǎng)的模擬結(jié)果Fig.4 Simulation results of flow field: (a)Vertical magnetic field; (b)Parallel magnetic field

在極距為9 cm、電流為60A時(shí)，計(jì)算沉積槽內(nèi)流場(chǎng)的分布如圖4所示。從圖4(a)可知，在電磁力的作用下，溶液水平面上呈漩渦狀態(tài)。在此漩渦呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀主要是因?yàn)殛庩?yáng)極在磁場(chǎng)下被磁化，進(jìn)而影響外加磁場(chǎng)使整體的磁場(chǎng)呈現(xiàn)一些不規(guī)則的變化。另外，流體的流速在陰、陽(yáng)極表面附近很大，因?yàn)榱魉俚拇笮『退艿降拇艌?chǎng)力有關(guān)。從圖2(b)可知，陰、陽(yáng)極被磁化后，其表面附近的磁感應(yīng)強(qiáng)度很大，因此這地方的流速很大。由圖4(b)可以看出，流體的流速顯得混亂，且明顯低于圖4(a)所示的流體的流速。這主要是因?yàn)槭┘哟怪贝艌?chǎng)時(shí)能產(chǎn)生很強(qiáng)的磁流體效應(yīng)，而施加平行磁場(chǎng)時(shí)，流體中的離子不再受磁場(chǎng)力的作用而只受電場(chǎng)力的作用。

電沉積過(guò)程中陰極表面電流密度的分布情況如圖5所示。從圖5可知，在陰極的邊緣，電流密度非常高，在陰極的中間部分，電流分布非常均勻。 對(duì)比圖5(a)和(b)可知，圖5 (a)中陰極表面的電流分布比圖5 (b)中的更均勻。這是因?yàn)槭┘哟怪狈较虻拇艌?chǎng)比平行磁場(chǎng)對(duì)電鍍液的分散能力更加顯著，同時(shí)，施加垂直磁場(chǎng)后陰極表面附近的流速比較大。

圖5 陰極上電流密度的模擬結(jié)果Fig.5 Simulation results of current density on cathode:(a)Vertical magnetic field; (b)Parallel magnetic field

2.3 鍍層厚度

利用上述方法對(duì)平行磁場(chǎng)作用下沉積層的厚度進(jìn)行仿真，得到的仿真圖形如圖6所示。從圖6(a)可以看出，沉積層呈現(xiàn)出中間薄兩邊厚，這與圖5所示電流密度分布情況有關(guān)，并且與圖5所示電流密度仿真的結(jié)果非常吻合。圖6(b)所示為陰極邊緣局部放大的圖，圖中的箭頭表示電流密度的矢量。從圖6(b)可以看出，陰極邊緣附近的電流密度最大，邊緣附近沉積層的厚度也最厚。這是因?yàn)殛?yáng)極邊緣的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)時(shí)帶有一定的偏轉(zhuǎn)速度，到達(dá)陰極時(shí)并不是正好到達(dá)陰極邊緣而是到達(dá)陰極邊緣附近的地方。圖中箭頭的方向也可以說(shuō)明此情況。

圖6 陰極上鍍層厚度的分布情況Fig.6 Distribution of coating thickness on cathode: (a)Distribution map of thickness; (b)Partial enlargement of Fig.6(a); (c)Surface roughness of coating in non-magnetic; (d)Surface roughness of coating in parallel magnetic field

圖6(c)和(d)所示為在無(wú)磁場(chǎng)和有磁場(chǎng)的條件下鍍層厚度隨著時(shí)間的變化情況以及表面粗糙度。對(duì)比圖6(c)和(d)可知，不管有無(wú)磁場(chǎng)作用，鍍層表面不平的趨勢(shì)隨著沉積時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)逐漸惡化。這是因?yàn)樵陔姵练e過(guò)程中電流的邊緣效應(yīng)造成邊緣厚度比較大。隨著沉積過(guò)程的進(jìn)行，沉積層的邊緣部分不平趨勢(shì)更明顯，此時(shí)不平的邊緣部分更加加劇了電流密度的集中，因此，鍍層邊緣的厚度會(huì)隨著沉積時(shí)間的延長(zhǎng)有明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)。施加磁場(chǎng)后，鍍層邊緣的電流密度集中趨勢(shì)得到改善且沉積層表面較平整。

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 鍍層厚度的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)上述仿真方法進(jìn)行電沉積實(shí)驗(yàn)，鍍液配方如下表1所列。采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)表進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)因素有電流密度(A)、占空比(B)、磁感應(yīng)強(qiáng)度(C)和超聲功率(D)，正交實(shí)驗(yàn)因素水平選擇如表2所示。利用薄膜測(cè)厚儀對(duì)得到的沉積層進(jìn)行厚度測(cè)量，在測(cè)量厚度時(shí)隨機(jī)取5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，最后取其平均值作為整個(gè)鍍件的厚度，得到的厚度數(shù)據(jù)如表3所列。

從表3中可以看出，鍍層厚度的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值非常接近，其中最大的誤差為 6.60%，最小的誤差為1.84%。這說(shuō)明所建立的模型能精確地反映出電沉積過(guò)程中沉積情況，進(jìn)而說(shuō)明所建立的模型是十分正確的。根據(jù)實(shí)際需要利用此方法可以得到所想要鍍層的厚度，這對(duì)以后生產(chǎn)具有十分重要的意義。

表1 電鍍液成份Table 1 Composition of micro-electroforming electrolyte

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素表Table 2 Levels and factors of orthogonal test

表3 鍍層厚度的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的對(duì)比Table 3 Contrast between predicted values and measured values of coating thickness

3.2 磁場(chǎng)的施加方向?qū)﹀儗颖砻嫘蚊驳挠绊?/h3>

采用不同磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)電沉積制備的鍍層表面SEM像如圖7所示。根據(jù)所測(cè)得的SEM像，采用Image Tool圖形分析軟件測(cè)量了復(fù)合鍍層的平均晶粒尺寸如圖8所示。從圖7和8可以看出，不管施加垂直磁場(chǎng)還是平行磁場(chǎng)，鍍層的晶粒隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而呈現(xiàn)細(xì)化的趨勢(shì)，并且在平行磁場(chǎng)下得到的鍍層比在垂直磁場(chǎng)下得到的鍍層更加均勻細(xì)致。這是因?yàn)榇艌?chǎng)對(duì)電沉積過(guò)程中的傳質(zhì)過(guò)程、電子轉(zhuǎn)移過(guò)程、鍍層的形核長(zhǎng)大過(guò)程均產(chǎn)生了顯著的影響。磁場(chǎng)可以提高鍍液的分散能力和覆蓋能力，主要原因是施加磁場(chǎng)后，金屬離子在磁場(chǎng)力的作用下，傳質(zhì)過(guò)程加快，粘滯系數(shù)下降，使鍍液的電導(dǎo)率提高。同時(shí)，磁場(chǎng)和電場(chǎng)的耦合作用對(duì)電解液的傳質(zhì)過(guò)程的影響非常大，研究表明磁場(chǎng)和電場(chǎng)的耦合可以使電鍍液產(chǎn)生流動(dòng)，從而降低了邊界層厚度，改善了傳質(zhì)過(guò)程。在垂直磁場(chǎng)中，隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大，磁流體效應(yīng)增強(qiáng)，對(duì)鍍層起到了修飾和整平作用。在平行磁場(chǎng)中，即使沒(méi)有宏觀磁流體效應(yīng)的產(chǎn)生，但是在陰極前端必定存在微觀的磁流體效應(yīng)。在這種作用下，晶粒的尺寸會(huì)有所減小，并且平行磁場(chǎng)可以促使微觀電流分布均勻，因此，得到的鍍層更加均勻細(xì)致。

3.3 磁場(chǎng)對(duì)鍍層微觀結(jié)構(gòu)的影響

在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下鍍層的 XRD譜及取向度計(jì)算結(jié)果如圖9所示。從圖9(a)可以看出，鍍層的擇優(yōu)取向?yàn)椤怠?11生長(zhǎng)取向；由取向度計(jì)算結(jié)果看，磁場(chǎng)的施加對(duì)鍍層各個(gè)晶向的生長(zhǎng)影響并不大。這可能是由于SiC顆粒的加入擾亂了磁場(chǎng)的影響，或者說(shuō)磁場(chǎng)能對(duì)結(jié)晶取向的影響不足夠改變SiC顆粒對(duì)鍍層結(jié)晶取向的影響。

采用掃描電鏡附帶的能譜儀對(duì) Ni-SiC復(fù)合鍍層表面成分進(jìn)行能譜分析，結(jié)果如圖10所示。從圖10可知，與沒(méi)有磁場(chǎng)作用時(shí)制備的復(fù)合鍍層相比，施加磁場(chǎng)作 用時(shí)得到的復(fù)合鍍層中 SiC顆粒的含量有很大的提高，且SiC顆粒的含量隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增加；在平行磁場(chǎng)作用下得到的復(fù)合鍍層中的 SiC含量比在垂直磁場(chǎng)作用下得到的復(fù)合鍍層中的SiC含量高；在所研究的磁感應(yīng)強(qiáng)度內(nèi)，SiC顆粒的最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2.05%。這是因?yàn)榇艌?chǎng)對(duì)電沉積過(guò)程中的傳質(zhì)過(guò)程、電子轉(zhuǎn)移過(guò)程、鍍層的形核長(zhǎng)大過(guò)程均產(chǎn)生顯著的影響[16]。施加垂直磁場(chǎng)后，復(fù)合鍍層中SiC含量的增加可能是因?yàn)榇帕黧w效應(yīng)對(duì)電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程的影響。磁流體效應(yīng)增強(qiáng)了對(duì)流過(guò)程，有利于顆粒保持懸浮并把它們轉(zhuǎn)移到陰極表面，這將為SiC顆粒接觸陰極電極提供了一個(gè)機(jī)會(huì)。另一方面，磁流體效應(yīng)提高了極限電流和電荷轉(zhuǎn)移速率，這將導(dǎo)致SiC顆粒更迅速地融入復(fù)合鍍層中。而施加平行磁場(chǎng)后，即使沒(méi)有宏觀磁流體效應(yīng)的產(chǎn)生，但是在陰極前端必定存在微觀的磁流體效應(yīng)，此微觀磁流體效應(yīng)在一定程度上也會(huì)促進(jìn)SiC顆粒的沉積。另外，施加平行磁場(chǎng)后，鍍液的分散能力和覆蓋能力提高了，鍍液的粘滯系數(shù)降低了，鍍液的電導(dǎo)率提高了，同時(shí)促使鎳離子迅速向陰極移動(dòng)，使傳質(zhì)過(guò)程加快。

圖8 磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)復(fù)合鍍層晶粒平均尺寸的影響Fig.8 Effect of magnetic flux density on average grain size of composite coating

圖9 磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)復(fù)合鍍層結(jié)晶取向度(M)的影響Fig.9 Effect of magnetic flux on crystal orientation of composite coating: (a)XRD pattern; (b)Orientation index

圖10 磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)復(fù)合鍍層SiC含量的影響以及EDS譜Fig.10 Effect of magnetic flux density on SiC content of composite coating (a)and EDS pattern (b)

4 結(jié)論

1)利用COMSOL軟件系統(tǒng)的模擬了電沉積過(guò)程中電磁場(chǎng)和流場(chǎng)分布情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所建立的模型能精確地反映出電沉積過(guò)程的沉積情況。

2)垂直磁場(chǎng)作用下磁感應(yīng)強(qiáng)度在兩極頭之間的區(qū)域比較強(qiáng)，而在平行磁場(chǎng)作用下磁感應(yīng)強(qiáng)度在兩極頭之間均勻分布。溶液在垂直磁場(chǎng)作用下由于受到電磁場(chǎng)力的作用而呈現(xiàn)漩渦流動(dòng)，且流速隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大而增大；在平行磁場(chǎng)作用下呈現(xiàn)無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。

3)鍍層厚度隨著電流密度的提高和時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，而且鍍層的晶粒尺寸隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而細(xì)化。

4)平行磁場(chǎng)相比于垂直磁場(chǎng)更能使鍍層表面平整光滑，在所研究的磁感應(yīng)強(qiáng)度內(nèi)磁場(chǎng)對(duì)鍍層晶粒的取向沒(méi)有顯著的影響。

5)施加磁場(chǎng)作用時(shí)，得到的復(fù)合鍍層中SiC顆粒的含量有了很大的提高，且SiC含量隨著磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增加。在平行磁場(chǎng)作用下，得到的復(fù)合鍍層中的SiC含量比在垂直磁場(chǎng)作用下得到的復(fù)合鍍層中的SiC含量高；在所研究的磁感應(yīng)強(qiáng)度內(nèi)，鍍層中SiC顆粒的最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.05%。

[1]趙 林, 樊占國(guó), 楊中東, 高 鵬, 秦高梧.磁場(chǎng)下電沉積制備CuCo顆粒膜的巨磁電阻效應(yīng)[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào), 2009,19(5): 924?929.ZHAO Lin, FAN Zhan-guo, YANG Zhong-dong, GAO Peng,QIN Gao-wu.Giant magnetoresistance of CuCo granular films electrodeposited in magnetic field[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2009, 19 (5): 924?929.

[2]方建軍, 李素芳, 查文珂, 陳宗璋.電鍍法制備鎳?天然石墨復(fù)合材料及外加磁場(chǎng)的影響[J].電鍍與涂飾, 2010, 29(9): 1?4.FANG Jian-jun, LI Su-fang, ZHA Wen-ke, CHEN Zong-zhang.Electrodeposition of nickel–graphite composite and the effect of external magnetic field[J].Electroplating & Finishing, 2010, 29(9): 1?4.

[3]賈 晶, 鐘云波, 汪 超, 雷作勝, 任維麗, 任忠鳴.強(qiáng)磁場(chǎng)中電沉積Ni-P合金的研究[J].上海金屬.2009, 31(4): 10?14.JIA Jing, ZHONG Yun-bo, WANG Chao, LEI Zuo-sheng, REN Wei-li, REN Zhong-ming.Study of Ni-P alloy electro-deposited with high magnetic field[J].Shanghai Metals, 2009, 31 (4):10?14.

[4]龔春紅, 杜陳強(qiáng), 張 玉, 吳志申, 張治軍.外加磁場(chǎng)條件下鎳納米材料的形貌可控制備[J].無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào), 2009, 25(9):1569?1574.GONG Chun-hong, DU Chen-qiang, ZHANG Yu, WU Zhi-shen，ZHANG Zhi-jun.Morphology-controlled synthesis of nickel nanostructures under magnetic fields[J].Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2009, 25 (9): 1569?1574.

[5]TSCHULIK K, KOZA J A, UHLEMANN M, GEBERT A,SCHULTZ L.Effects of well-defined magnetic field gradients on the electrodeposition of copper and bismuth[J].Electrochemistry Communications[J].2009, 11 (11): 2241?2244.[6]WANG Chao, ZHONG Yun-bo, WANG Jiang, WANG Zhi-qiang, REN Wei-li, LEI Zuo-sheng, REN Zhong-ming.Effect of magnetic field on electroplating Ni/nano-Al2O3composite coating[J].Journal of Electroanalytical Chemistry.2009, 630 (1/2): 42?48.

[7]王森林, 洪亮亮.平行電極表面磁場(chǎng)對(duì)電沉積鈷?鎳鍍層的影響[J].稀有金屬, 2007, 31(2): 211?215.WANG Sen-lin, HONG Liang-liang.Effect of magnetic field parallel to cathodic surface on electro-plating Co-Ni alloy[J].Chinese Journal of Rare Metals, 2007, 31(2): 211?215.

[8]楊中東, 高 鵬, 薛向欣, 樊占國(guó), 劉素蘭, 國(guó) 棟.穩(wěn)恒磁場(chǎng)下Ni-W合金鍍膜的制備與耐蝕性[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2006, 16(10): 1710?1715.YANG Zhong-dong, GAO Peng, XUE Xiang-xin, FAN Zhan-guo, LIU Su-lan, GUO Dong.Preparation and corrosion resistance properties of nickel-tungsten alloy films by electroplating in stabilized magnetic field[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2006, 16(10): 1710?1715.

[9]溫艷玲, 鐘云波, 任忠鳴, 黃琦晟, 鄧 康, 徐匡迪.強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)電沉積鎳鐵合金膜顯微組織的影響[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào),2006,16(4): 715?721.WEN Yan-ling, ZHONG Yun-bo, REN Zhong-ming, HUANG Qi-sheng, DENG Kang, XU Kuang-di.Effect of high static magnetic field on microstructure of electrodeposited NiFe film[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2006,16(4):715?721.

[10]黃琦晟.磁場(chǎng)下銅和鉻電結(jié)晶過(guò)程的初步研究[D].上海: 上海大學(xué), 2006: 54?56.HUANG Qi-sheng.Preliminary study of copper and chromium electrocrystallization process in the magnetic field[D].Shanghai:Shanghai University, 2006: 54?56.

[11]張佳明.磁場(chǎng)引導(dǎo)電沉積納米晶鐵的制備與性能研究[D].武漢: 武漢理工大學(xué), 2007: 32?34.Zhang Jia-ming.Preparation and properties study of nanocrystalline iron using electrodeposition under magnetic field[D].Wuhan: Wuhan University of Technology, 2007:32?34.

[12]李 茂, 周孑民, 王長(zhǎng)宏.300kA 鋁電解槽電, 磁, 流多物理場(chǎng)耦合仿真[J].過(guò)程工程學(xué)報(bào), 2007, 7(2): 354?359.LI Mao, ZHOU Jie-min, WANG Chang-hong.Coupled simulation of multiple physical fields in a 300 kA aluminum electrolysis cell[J].The Chinese Journal of Process Engineering,2007, 7 (2): 354?359.

[13]孫 澤, 路貴民, 李 冰, 宋興福, 于建國(guó).電磁場(chǎng)作用下的鎂電解槽流場(chǎng)分析[J].華東理工大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版,2010，36(2): 187?191.SUN Ze, LU Gui-min, LI Bing, SONG Xing-fu, YU Jian-guo.Coupled analysis of flow field in magnesium electrolyzer under electromagnetic field[J].Journal of East China University of Science and Technology: Natural Science Edition, 2010, 36(2):187?191.

[14]劉 偉, 李 繼, 賴延清, 徐宇杰, 劉業(yè)翔.鋁電解槽電磁流場(chǎng)的數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào).2008, 18(5):909?916.LIU Wei, LI Jie, LAI Yan-qing, XU Yu-jie, LIU Ye-xiang.Development and application of electro-magneto-flow mathematic model of aluminum reduction cells[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2008, 18(5): 909?916.

[15]陳興潤(rùn), 張志峰, 徐 駿, 石力開(kāi).電磁攪拌法制備半固態(tài)漿料過(guò)程電磁場(chǎng), 流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬[J].中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào), 2010, 20(5): 937?944.CHEN Xing-run, ZHANG Zhi-feng, XU Jun, SHI Li-kai.Numerical simulation of electromagnetic field，flow field and temperature field in semi-solid slurry preparation by electromagnetic stirring[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2010, 20(5): 937?944.

[16]高 鵬, 楊中東, 徐小連, 陳義慶, 鐘 彬, 艾芳芳, 李 琳.磁場(chǎng)約束下碳鋼表面Ni-W合金電鍍層的制備與性能[J].材料熱處理學(xué)報(bào), 2012, 33(4): 136?140.GAO Peng, YANG Zhong-dong, XU Xiao-lian, CHEN Yi-qing,ZHONG Bin, AI Fang-fang, LI Lin.Preparation and properties of electrodeposited nickel-tungsten alloy on carbon steel under magnetic field[J].Transactions of Materials and Heat Treatment,2012, 33(4): 136?140.