论文摘要
化学镀Ni-Zn-P合金具有优良的物理、化学性能,可以应用于多种领域。研究化学镀Ni-Zn-P合金作为阳极镀层更具有理论意义和实际应用价值。但目前对这方面的研究还鲜有报道。论文以提高Ni-Zn-P合金镀层在常温下海洋性腐蚀环境中的抗蚀能力为主要目的,分别在三种不同碱性镀液体系中进行了铁基体上的化学镀。采用增重法、Tafel曲线测量、EDAX、SEM等测试手段,通过单因素研究和正交实验两种方法,研究了工艺条件如温度、主盐浓度、还原剂浓度、pH值等对镀速、镀液稳定性、镀层组成结构及腐蚀性能的影响。研究表明:在碱性柠檬酸体系中,升高镀液温度,保持主盐、还原剂、络合剂的浓度及pH值在合适的范围都有利于降低Ni-Zn-P合金镀层在3.5mass% NaCl溶液中的腐蚀电位。在ZnSO4·7H2O为15g·L-1,NiSO4·6H2O为35g·L-1,C6H7O7·2H2O为60g·L-1,NaH2PO2·H2O为15g·L-1,pH值为10,温度为90℃条件下,化学镀Ni-Zn-P镀速较快,获得镀层腐蚀电位最负,达到-0.64V(vs. SCE)。在碱性焦磷酸体系中,镍盐浓度增加可以大幅度提高镀速,而对镀层腐蚀电位影响较小。在碱性柠檬酸、焦磷酸和酒石酸三种化学镀Ni-Zn-P合金镀液中,TU、KI、KIO3三种稳定剂作用不同。TU只起稳定镀液作用,且使用浓度很小,小于2.0mg·L-1;KI、KIO3不仅能稳定镀液还影响镀层中元素含量,它们的使用浓度范围较广,KI上限10mmol·L-1,KIO3上限50mg·L-1。在碱性焦磷酸化学镀Ni-Zn-P合金镀液中,添加乳酸对镀层腐蚀电位无影响,仅使镀速有所提高。在三种碱性镀液中获得了组成不同且具有胞状微观形貌的高P化学镀Ni-Zn-P合金镀层,400℃×3h热处理使化学镀Ni-Zn-P合金镀层微观形貌变得均匀平整,孔隙率降低,硬度增大,耐蚀性提高。研究表明,可以通过调整各种化学镀工艺参数(络合剂种类,络合剂及主盐、还原剂浓度,pH值,温度)来改变化学镀Ni-Zn-P合金镀层中各元素含量,降低镀层在的腐蚀电位,使镀层电位比一般Ni-P电位低200mV以上。
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