[目的]针对高深径比硅通孔(TSV)电镀填充中的空洞缺陷问题，筛选适用于铜互连工艺的高效抑制剂。[方法]通过循环伏安法对比了聚乙二醇20000(PEG 20000)、环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚物(PE6400和17R4)及聚环氧乙烷-聚环氧丙烷单丁基醚(50HB-260)四种抑制剂对铜电沉积的抑制能力，并通过TSV电镀填孔实验进行验证；研究了电流密度和对流强度对TSV填充效果的影响，以确定适宜的工艺窗口。[结果] PEG 20000在100～200 mg/L的质量浓度范围内均能实现无空洞、无缝隙的TSV填充，其对对流强度具有良好的适应性，在搅拌速率不低于1 L/min的条件下均可实现无缺陷填充。采用“0.1 A/dm2→0.2 A/dm2→0.3 A/dm2→0.4 A/dm2”的多段阶梯电流密度进行电镀，可有效控制抑制剂在TSV中的吸附分布，实现自底向上的超填充。[结论]PEG 20000是一种高效、稳定的TSV电镀抑制剂，具有较宽的工艺窗口。
[目的]针对寒冷地区风机叶片覆冰问题，开发一种高效、稳定的光热除冰涂层，以提升除冰效率并降低能源消耗。[方法]通过尿素热解法制备氮掺杂二维过渡金属碳(氮)化物MXene(MXene@N)，并将其与SiO2气凝胶复合，构建具有“光热转换-热管理”协同机制的功能涂层。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、吸收光谱、热成像等手段表征涂层的结构、光热性能及除冰行为，考察其在不同厚度冰层覆盖下的除冰效果与循环稳定性。[结果]在MXene表面实现了5.3%(原子分数)氮原子掺杂，掺杂后的MXene@N仍保持层状结构，且层间距扩大至0.98 nm，光吸收率较未掺杂样品提升7.41%。MXene@N质量分数为15%的水性聚氨酯涂层光热性能最佳，在近红外光下平均吸收率达89.7%，光热-散热动态平衡温度为147.6°C，被2 mm和4 mm厚的冰层覆盖后的除冰时间分别为45 s和90 s，对2 mm厚的冰层循环除冰30次后的除冰时间不超过47.8 s，在磨损和酸/碱浸泡试验中都表现出良好的结构与性能稳定性。[结论]氮掺杂有效增强了MXene的光热转换性能，而Si O2气凝胶作为隔热与分散基质，显著提升了涂层的热管理能力与耐久性。该复合涂层兼具高效、稳定、环境适应性强等优点，为风机叶片除冰提供了一种有实际应用前景的方案。
[目的]系统建立化学镀镍工艺控制、镀层性能评价之间的联系，为该技术在航空领域的规范应用提供参考。[方法]探讨了镀层硬度、耐磨性、耐蚀性的主要影响因素及作用机制；结合航空标准，归纳了化学镀镍的典型工艺流程，以及镀层性能的评价和测试方法。[结果]明确了镀层性能与非晶结构、磷含量及热处理工艺之间的内在关系，介绍了从预处理、化学镀镍到后处理的全流程控制要点，并汇总了外观、厚度、硬度、耐蚀性及结合力的主流评价标准与测试方法。[结论]实现镀层性能可控应系统把握工艺全流程。未来应聚焦镀液维护、特殊基体材料前处理简化、复合镀层工程化及微观机理深化研究，以推动化学镀镍技术向更高效、稳定方向发展。
[目的]针对航天接插件薄金层对高耐蚀性与高可靠性的需求，研究脉冲电沉积参数对氰化物镀金层微观结构与耐腐蚀性能的影响，为脉冲镀金工艺的工程化应用提供参数依据。[方法]以镀镍黄铜片为基底，采用市售氰化亚金钾镀液进行脉冲电沉积。借助X射线荧光测厚仪、扫描电镜(SEM)和极化曲线测试对镀层进行表征与耐蚀性检测。在控制金层厚度为0.3～0.6μm的条件下，通过单因素实验分别考察了脉冲频率、占空比、正向电流密度和反向电流密度对镀层表面形貌及耐蚀性的影响。[结果]当脉冲频率为800 Hz、占空比为22%、正向电流密度为0.11 A/dm2、反向电流密度为0.004 A/dm2时，所得Au镀层晶粒细小、表面致密平整，经96 h中性盐雾试验后表面无锈蚀。[结论]合理调控脉冲电沉积参数可显著优化电镀金层的微观组织与耐蚀性，本研究可为航天接插件高可靠性薄金层的制备提供参考方案。
[目的]钢结构在严苛环境中易发生腐蚀，传统有机涂层与金属镀层存在耐久性差或环境污染等问题。本研究旨在开发一种高性能、环境友好的硅酸钾基无机防腐涂层，并通过复合改性策略解决其脆性大、长效防腐机制不明等问题。[方法]采用硅丙乳液对硅酸钾进行杂化改性以提升柔韧性，并分别构建以片状白云母/锌粉和球状硅酸锌/铝粉为核心的复合填料体系。系统评价了两种涂层的施工性能、力学性能(如附着力、硬度、耐冲击性等)、微观结构(借助X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和热重分析表征)及耐腐蚀性能(包括耐碱、耐酸、耐盐水及电化学测试)。[结果]锌-白云母改性硅酸钾复合涂层展现出更优的综合性能，其附着力和耐1 kg冲击性能分别为2.43 MPa和超过50 cm，显著优于铝-硅酸锌改性硅酸钾复合涂层(1.37 MPa,40 cm)。这归因于片状白云母定向排列形成的“砖-泥”结构增强了机械互锁与应力分散。微观结构分析证实，锌-白云母改性硅酸钾复合涂层具有更致密、有序的层状屏障，且热稳定性更高。电化学测试表明，两种涂层在3.5%NaCl溶液中均具有极高的阻抗模值(>1010Ω·cm2)，但锌-白云母改性硅酸钾复合涂层凭借其优异的物理屏蔽与适度的阴极保护作用，展现出更均衡、持久的防护机制。[结论]硅丙乳液改性有效提升了硅酸钾涂层的耐冲击性，而片状白云母与锌粉的复合体系通过协同的物理屏蔽与界面增强效应，构筑了兼具卓越力学性能和长效耐腐蚀性能的防护涂层，为钢结构的高效、环保防护提供了有前景的技术解决方案。
[目的]研究化学镀镍钯金(ENEPIG)制程中Cu/Ni界面空洞的形成机理，以及钯活化对薄镍钯金板焊接性能的影响。[方法]对比了氯化钯与硫酸钯两种活化体系在不同钯离子浓度和活化时间下对Cu/Ni界面空洞的影响；采用透射电子显微镜(TEM)分析Cu/Ni界面空洞的微观结构与元素分布；通过三维X射线显微镜、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)对焊接后样品的截面形貌与元素组成进行表征，结合焊接过程气泡产生机理，探讨界面空洞与焊接空洞的关联。[结果]两种活化体系下，界面空洞的数量和尺寸均随钯离子浓度和活化时间的增加而增大，但氯化钯体系较硫酸钯体系产生更多、更大的Cu/Ni界面空洞，空洞长径可超过1μm。TEM分析表明，氯化钯体系产生的空洞内存在约20 nm厚的局部化学镀镍层，导致空洞封堵并残留水汽。焊接后，氯化钯体系板件焊点内部出现明显焊接空洞，主要分布于金属间化合物(IMC)层上方，而IMC层下方存在大量Cu/Ni界面空洞。硫酸钯体系板件未见明显焊接空洞。[结论]氯化钯体系因钯活性高、氯离子具渗透性，易在钯活化阶段形成更严重的Cu/Ni界面空洞，空洞内残留的水汽在焊接过程中汽化膨胀，是导致薄镍ENEPIG板件形成焊接空洞的关键因素。选用硫酸钯活化体系可有效降低界面空洞程度，提升焊接可靠性。本研究为有机封装基板薄镍钯金制程中活化体系的选择与工艺优化提供了理论依据。
[目的]针对铝合金材料在运输、组装及使用过程中发生的表面刮擦现象，通过调控阳极氧化电压，在铝合金表面构筑了梯度阳极氧化膜层，以提升其耐刮擦性能。[方法]采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、表面轮廓仪、显微硬度计、划痕仪等手段，分析了2024铝合金表面氧化层的相组成、微观形貌、表面粗糙度、硬度及耐刮擦性能。[结果]所制备的阳极氧化膜表面形貌以纳米孔洞组成的群落结构为主，且主要由非晶氧化铝相组成。对于恒定电压制备的阳极氧化膜而言，随着电压从20 V升高至60 V，氧化膜层表面粗糙度Ra逐渐由0.65μm增大至1.32μm，平均显微硬度由417 HV降至221 HV，耐刮擦性能逐渐下降，膜层剥落临界载荷由20 N降低至12 N左右。采用20 V至60 V梯度电压制备的阳极氧化膜具有最佳的耐刮擦性能，划痕最大宽度仅为0.211 mm，膜层剥落临界载荷为29.5 N。[结论]通过改变阳极氧化电压，可以制备出具有优异耐刮擦性能的铝合金阳极氧化膜，这为铝合金表面刮擦防护提供了新的思路。
[目的]现代航空发动机多采用铝合金、钛合金与不锈钢组成的多材料混合结构，在海洋环境中异种金属偶接存在电偶腐蚀的风险。目前针对上述3种材料的电偶腐蚀规律及铬酸阳极氧化防护作用的系统研究较少，给装备结构可靠性设计带来隐患。[方法]通过开路电位测试、动电位极化曲线、电化学噪声监测、14 d长期浸泡实验及腐蚀形貌观察，研究ZL114A铝合金(含铬酸阳极氧化试样)、TC4钛合金和1Cr12Ni3Mo2VA不锈钢在模拟海洋环境(3.5%NaCl溶液)中的电偶腐蚀行为。[结果]不同金属材料的电化学特性差异显著，TC4的耐蚀性最优，ZL114A铝合金的腐蚀倾向最强。不同材料偶接组合的腐蚀风险分化明显，高电位差组合易引发局部腐蚀且长期浸泡后腐蚀加剧，铬酸阳极氧化可显著提升ZL114A的耐蚀性，改变其与不锈钢接触时的阴阳极角色，有效降低电偶腐蚀风险；阳极金属在接缝附近腐蚀更为严重，局部腐蚀(点蚀、晶间腐蚀)是高电位差金属组合的主要失效形式。[结论]材料间电位差、表面膜层稳定性及长期浸泡共同影响电偶腐蚀行为。铬酸阳极氧化是提升ZL114A抗电偶腐蚀能力的有效手段。本文的研究结果为海洋环境服役装备的材料相容性设计与腐蚀防护策略制定提供了科学依据。
[目的]研发适用于6061铝合金化学镀光亮镍的二次浸锌前处理配方，优化二次浸锌及退锌的工艺参数，以获得表面均匀、薄而致密的锌置换层，为后续化学镀光亮镍提供良好的基底。[方法]通过扫描电子显微镜、能谱仪及激光共聚焦显微镜，研究了浸锌液中FeCl3浓度、表面活性剂种类及浓度一次浸锌时间、退锌时间、二次浸锌时间对浸锌层形貌、成分和表面粗糙度的影响，并对化学镀Ni–P合金层的微观形貌、光泽度、结合力等性能进行表征。[结果]较优的浸锌配方为：氧化锌6 g/L，氢氧化钠60 g/L，酒石酸钾钠15 g/L，三氯化铁1 g/L，聚乙二醇6000(PEG 6000)500 mg/L。较优的前处理工艺参数为：一次浸锌40 s，退锌3 s，二次浸锌20 s。采用该工艺可在6061铝合金表面获得均匀致密的浸锌层。后续化学镀镍1 h所得Ni–P合金镀层呈镜面光亮(光泽度为502 GU)，厚度均匀(平均值13.5μm，变异系数1.22%)，结合力达0级，微观组织致密、无缺陷。[结论]对铝合金进行适当的预处理有利于后续化学镀得到性能优异的Ni–P合金镀层，本研究为铝合金化学镀前处理提供了可靠的方案。
[目的]研究渗碳9310H钢表面电刷镀镍工艺及其摩擦磨损性能，为其表面强化与再制造提供理论依据。[方法]以渗碳9310H钢为基材，采用电刷镀技术依次沉积Ni底层、Cu中间层和Ni工作层。采用维氏硬度计和激光共聚焦显微镜测定镀层的显微硬度和表面粗糙度。利用往复摩擦磨损试验机评估镀层在30 N和100 N载荷下的耐磨性，采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EDS)分析磨痕形貌及元素分布，探讨磨损机制。[结果]采用电刷镀“Ni底层→Cu中间层→Ni工作层”工艺制备的镀层厚度约为50μm，表面平整致密，粗糙度Ra为0.12μm，显微硬度为217 HV0.5。在30 N载荷下，Ni镀层的磨损量(0.24 mg)与渗碳层相当，磨损机制为氧化磨损与磨粒磨损；在100 N载荷下，Ni镀层磨损量为0.54 mg，低于渗碳层的0.65 mg，磨损机制为磨粒磨损、氧化磨损与粘附磨损共存。[结论]所制备的Ni/Cu/Ni镀层结构致密、结合良好，虽然硬度低于渗碳层，但凭借优异的韧性和抗磨性能，在高载荷条件下展现出更优的耐磨性，适用于渗碳9310H钢的表面修复与强化。