漂珠是一种颗粒细、质量轻、耐酸碱的空心微珠，具有耐热、绝缘、化学性质稳定、无毒、不燃烧等特征。它在燃煤过程中产生，属于粉煤灰中的一种。由于漂珠的中空结构，其密度仅为0.3g/cm3，会漂浮于水面，因此不宜将其作为增强颗粒在复合镀中应用。本文首先利用非均相沉淀法，以硫酸钛为钛源，对漂珠进行表面改性，旨在增大漂珠的密度，使其可以悬浮或者沉于水溶液中。然后将改性漂珠作为增强颗粒，采用复合电镀法在铝合金基体表面制备Ni-P/漂珠复合涂层。采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X-射线衍射、摩擦磨损试验机和电化学工作站等对改性漂珠的表面微结构、以及Ni-P/漂珠复合涂层微结构、界面结合力和耐蚀性能进行了系统研究，获得了如下结果：在漂珠表面制备了TiO2包覆层。发现随着Ti(SO4)2用量的增加，漂珠表面理论包覆厚度增大，当理论厚度大于0.3μm以后，漂珠表面出现龟裂现象，且理论厚度越大龟裂现象越严重，认为0.3μm为漂珠表面TiO2佳理论包覆厚度。漂珠表面TiO2薄膜包覆程度和致密度随pH值升高先增加后降低，结合钛元素含量EDS能谱分析结果得出，pH值为5时漂珠表面TiO2薄膜包覆好、致密度高。反应温度越高，TiO2粒子沉积速度越快，但温度过高则不利于其在漂珠表面沉积，经能谱分析发现反应温度为50℃时Ti元素含量高，此时膜层的SEM形貌显示致密。综合分析，漂珠表面包覆TiO2层的优工艺为：理论包覆厚度0.3μm，反应温度50℃，pH值为5。利用复合电镀方法，在铝合金表面成功沉积出Ni-P/漂珠复合涂层。随改性漂珠添加量的增加，Ni-P/漂珠复合涂层中漂珠沉积量也逐渐增加；但当改性漂珠含量过多时，会引起对涂层表面冲刷现象，结果使涂层中改性漂珠含量减少，层厚度变薄。实验发现，电流密度越大，复合涂层厚度越大，颗粒尺寸越小。综合分析发现，当改性漂珠添加量为10g/L，电流密度为20mA/cm2时，复合涂层表面涂层质量好。采用划痕实验研究了复合涂层的界面结合力。发现随着改性漂珠添加量和电流密度增加，界面结合力先增加后降低。在改性漂珠含量为10g/L、电流密度为20mA/cm2时，复合涂层的界面结合力大。采用电化学阻抗谱和极化曲线方法研究了复合涂层在3.5%NaCl水溶液中的耐蚀性。发现改性漂珠含量为5g/L、电流密度为20mA/cm2时获得的Ni-P/漂珠复合涂层耐腐蚀性能好。
