或约250nm至约2500nm厚的镍或镍合金。在另一个实施方案中，施加至衬底的第一层可充当触击层，在这种情况下它被施加以使得它与衬底直接接触，或者在聚合物衬底通过无电沉积金属变得导电性的情况下，与无电镀金属层直接接触。因此，在一个实施方案中，第一层与衬底或心轴接触。在另一个实施方案中，第二层与衬底或心轴接触。
[0042]硬纳米层压材料如通过上述方法产生的涂层通常除了施加至衬底的任何触击层之外还将包括交替的第一层和第二层。第一层各自具有独立地选自约25nm至约75nm、约25nm至约50nm、约35nm至约65nm、约40nm至约60nm或约50nm至约75nm的厚度。第二层具有独立地自约125nm至约175nm、约125nm至约150nm、约135nm至约165nm、约140nm至约160nm或约150nm至约175nm的厚度。
[0043]第一层通常可包括大于约92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的镍。第一层的余量可以是铬，或对于每一第一层可包括一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、或四种或更多种独立地选自C、Co、Cr、Cu、Fe、In、Mn、Nb、Sn、W、Mo和P的元素。在一个实施方案中，对于每一层，第一层的余量各自是包含络和一种或多种独立地选自C、Co、Cu、Fe、N1、W、Mo和/或P的元素的合金。
[0044]第二层通常可包括约5%至约40%、约5%至约21 %、约10%至约14%、约12%至约16%、约14%至约18%、约16%至约21%、约18%至约21%或约18%至约40%的铬。第二层的余量可以是镍，或对于每一第二层可包括镍和一种或多种、两种或更多种、三种或更多种、或四种或更多种独立地选自C、Co、Cu、Fe、In、Mn、Mo、P、Nb、Ni和W的元素。在一个实施方案中，对于每一层，第二层的余量是包含镍和一种或多种独立地选自C、Co、Cr、Cu、Mo、P、Fe、Ti和W的元素的合金。
[0045]在一个实施方案中，对于待考虑为存在的元素，其以非微不足道的量包括于电沉积材料中。在这类实施方案中，微不足道的量可以是少于约0.005重量％、0.01重量％、0.05重量％或0.1重量％。因此，非微不足道的量可以是大于0.005重量％、0.01重量％、0.05重量％或0.1重量％。
[0046]包括如本文所述制备的涂层的层压或纳米层压材料包括两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、六个或更多个、八个或更多个、十个或更多个、二十个或更多个、四十个或更多个、五十个或更多个、100个或更多个、200个或更多个、500个或更多个或1000或更多个交替的第一层和第二层。在这类实施方案中，第一层和第二层被看作为第一层对和第二层对。因此，各自具有第一层和第二层的两个层由总计四个层压层组成(即，每个层单独地计数)。
[0047]除了制备硬NiCr材料的方法之外，本公开涉及硬NiCr材料，包括通过以上所述的方法制备的硬NiCr涂层和电铸NiCr物体。
[0048]1.3.2纳米层压NiCr涂层的特性和应用
[0049]1.3.2.1 表面特性
[0050]本文所述的硬NiCr材料具有多种特性，该特性使得它们适用于工业目的和装饰目的二者。所施加的涂层是自流平的并且取决于最外层的确切组成可以是可反射可见光的。因此，硬NiCr材料可充当多种应用中的铬面层的替代，其中需要反射金属表面。这类应用包括但不限于镜子、汽车零件如保险杠或挡泥板、装饰面层等。
[0051]在一个实施方案中，本文所述的层压NiCr涂层具有小于0.1微米(例如，0.09、0.08、0.07或0.05微米)的表面粗糙度(算术平均粗糙度或Ra)。
[0052]1.3.2.2 硬度
[0053]通过使用纳米层压，有可能使NiCr合金的硬度增加至高于针对未进行热处理且具有与硬NiCr纳米层压材料相同的厚度和平均组成的均匀电沉积的NiCr合金所观察到的硬度。然后层压的NiCr材料在无热处理的情况下具有如通过ASTM E384_llel所测量550-750、550-600、600-650、650-700、700-750 或大于 750 但小于约 900、950、1000 或 1100
单位的维氏显微硬度。在第一层和第二层中存在其它元素如P、c的情况下使用热处理可增加涂层的硬度。
[0054]在另一个实施方案中，本文所述的NiCr材料包括交替的第一层和第二层，其中第一层包括镍或包括镍-铬合金，并且第二层包括镍-铬合金。这类材料在无热处理的情况下具有如通过 ASTM E384-llel 所测量 550-750、550-600、600-650、650-700、700-750、750-800或800-850的维氏显微硬度。
[0055]在一个实施方案中，本文所述的NiCr材料由交替的第一层和第二层组成，其中第一层由镍或镍-铬合金组成，并且第二层由镍-铬合金组成。这类材料在无热处理的情况下具有如通过 ASTM E384-llel 所测量 550-750、550-600、600-650、650-700、700-750、750-800或800-850的维氏显微硬度。
[0056]1.3.2.3 耐磨耗性
[0057]由于其高硬度，层压的NiCr材料适用作提供耐磨耗性的方式，尤其是当它们被用作涂层时。在一个实施方案中，当经受在配备有CS-10轮和250g负载且对于两种样品在室温下在相同速度下(例如95RPM)操作的泰伯耐磨性测定仪(Taber Abraser)上测试时，未进行热处理的纳米层压NiCr涂层展示出比未进行热处理且具有与硬NiCr纳米层压材料相同的厚度和平均组成的均匀电沉积的NiCr组合物(合金)少5%、10%、20%、30%或40%的重量损失。在另一个实施方案中，当经受在ASTM D4060下的测试时，层压的NiCr组合物展示出比其均匀对应物(例如，具有层压NiCr组合物的平均组成的均匀电沉积对应物)更高的耐磨耗性。
[0058]1.3.2.4 腐蚀保护
[0059]在腐蚀环境中有机、陶瓷、金属和含金属涂层的行为主要取决于它们的化学性质、微结构、粘附力、它们的厚度以及与它们所施加的衬底的电偶相互作用。
[0060]NiCr通常充当比它将施加至的衬底(如基于铁的衬底)电负性更强(更贵)的屏障涂层。如此，NiCr涂层通过形成针对引起腐蚀损坏(包括氧化腐蚀)的氧和其它试剂(例如，水、酸、碱、盐和/或比幻的屏障来起作用。当比其底层衬底更贵的屏障涂层被损毁或刮擦时或者如果覆盖是不完全的，则该涂层将不起作用并且可能加速在衬底-涂层界面处的衬底腐蚀的进展，从而导致衬底的优先攻击。因此，由本文所述的硬NiCr涂层制备的涂层提供优于更软的NiCr纳米层压涂层的优点，因为它们不太可能允许刮擦到达易受腐蚀的衬底的表面。由本文所述的硬NiCr层压涂层提供的另一个优点是它们的完全致密的结构，其不含从涂层的表面延伸至衬底的任何显著孔隙或微裂纹。为了避免微裂纹的形成，第一层可以是富含镍的韧性层，其阻止形成从涂层表面至衬底的连续裂纹。在微裂纹在高铬层中发生的方面来说，它们是较小的且紧密间隔开的。缺乏孔隙和连续微裂纹更有效地阻止腐蚀剂到达底层衬底并且使本文所述的层压NiCr涂层比等厚度的电沉积铬更有效地作为针对衬底的氧化损坏的屏障涂层。
[0061]2.0某些实施方案
[0062]1.一种用于通过电沉积在衬底或心轴的表面上形成含有镍和铬的多层涂层的方法，所述方法包括:
[0063](a)提供一种或多种包含镍盐和/或铬盐的电解质溶液；
[0064](b)提供用于电沉积的导电衬底或心轴；
[0065](C)使该衬底或心轴的所述表面的至少一部分与所述一种或多种电解质溶液中的一种接触；
[0066](d)使第一电流通过该衬底或心轴以在该衬底或心轴上沉积包括镍或其合金的第一层；以及使第二电流通过该衬底以在表面上沉积包括镍-铬合金的第二层；
[0067](e)重复步骤(d)两次或更多次，从而在该衬底或心轴的表面的至少一部分上产生具有镍或其合金的第一层和镍-铬合金的第二层的多层涂层；以及
[0068]任选地使所述衬底或心轴与所述涂层分离。
[0069]2.如实施方案I所述的方法，其中:
[0070]所述提供一种或多种电解质溶液包括提供包含镍盐和铬盐的电解质溶液；
[0071]使电流通过所述衬底或心轴包括使所述电流在所述第一电流与所述第二电流之间交替地脉冲预定持续时间(例如，在第一电流值下脉冲预定持续时间并且然后在第二电流值下脉冲预定持续时间)；
[0072]其中所述第一电流有效于电沉积包含镍或镍和铬的合金的第一组合物；以及
[0073]其中所述第二电流有效于电沉积包含镍和铬的第二组合物；
[0074]从而在所述衬底或心轴的所述表面的至少一部分上产生具有交替的第一层和第二层的多层合金，所述第一层包括镍或其合金，并且所述第二层包括镍-铬合金。
[0075]3.如实施方案I或实施方案2所述的方法，其中所述一种或多种电解质溶液中的至少一种是包含一种或多种络合剂的水浴(例如，水溶液)。
[0076]4.如实施方案3所述的方法，其中所述络合剂选自以下中的一种或多种、两种或更多种或