论文题目: 电沉积Zn-Fe-SiO2复合镀层工艺、机理及应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 有色金属冶金
作者: 范云鹰
导师: 张英杰
关键词: 电沉积,复合镀层,微粒,腐蚀,机理,应用
文献来源: 昆明理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 金属的腐蚀给人类带来巨大的经济损失和社会危害。目前镀锌广泛用于钢铁零件的防护,但是镀锌存在耐蚀性低、氢脆高、钝化工序毒性大等不足。国内外对Zn-Fe合金镀层的研究表明:低铁Zn-Fe合金镀层（Fe%wt<1%）耐蚀性较高,但是镀层需要钝化;高铁Zn-Fe合金镀层（Fe%wt>1%）无需钝化,但镀层的耐蚀性不是很理想。 为了开发出镀层性能优良、清洁无污染的电沉积技术,本课题自主开发了Zn-Fe-SiO2复合镀层的电沉积制备工艺,并对该技术系统地进行了小试,扩大试验及中试研究,深入探讨了Zn-Fe-SiO2复合镀层的沉积机理和腐蚀机理,客观地分析了该技术的应用前景,主要包括以下内容: 硫酸盐体系可制备高铁含量的Zn-Fe-SiO2复合镀层,镀层Fe含量为2～3%,SiO2含量为0.4～0.6%,镀液组成及操作条件为:FeSO4·7H2O 20～40g/L;ZnSO4·7H2O 40～60g/L;（NH4）2SO450～70g/L;C6H8O7·H2O 20～40g/L;Al2（SO4）3·12H2O 6～9g/L;SiO220～40g/L;抗坏血酸2～3g/L;光亮剂ZFS-1 2～4ml/L;促进剂ZFS-2 15～20ml/L;添加剂ZFS-3 4～8ml/L;pH.值 2.4～2.8;电流密度 2～3A/dm2;温度 15～35℃。该工艺主盐、pH值、温度、电流密度对镀层成分、外观和耐蚀性影响都很大;配合剂、缓冲剂对镀层成分、外观和耐蚀性影响都不大,但是浓度不能过低;导电盐、添加剂ZFS-3对镀层成分影响较小,对外观和耐蚀性影响较大:微粒浓度、促进剂ZFS-2对镀层SiO2含量和耐蚀性影响较大,但对镀层铁含量和外观基本没有影响;光亮剂ZFS-1对镀层成分和耐蚀性影响较小,对外观影响很大;稳定剂对镀层SiO2含量影响小,但对镀层铁含量、外观和耐蚀性影响较大。 氯化物体系可制备低铁含量的Zn-Fe-SiO2复合镀层,镀层Fe含量为0.2～0.8%,SiO2含量为0.4～0.6%,镀液组成及操作条件为:FeSO4·7H2O 6～10g/L;ZnCl2 80～100g/L;KCl 200～230g/L;SiO2 1～3g/L;抗坏血酸 0.8～1.2g/L;光亮剂ZFS-1 8～12ml/L;促进剂ZFS-2 8～10ml/L;添加剂ZFS-3 15～25ml/L;pH值 3.5～505;电流密度 1～2A/dm2;温度 15～35℃。该工艺主盐、镀液pH值、电流密度、温度对镀层成分、外观和耐蚀性影响都很大;添加剂ZFS-3对镀层成分影响较小,对外观和耐蚀性影响较大;稳定剂对镀层SiO2含量和耐蚀性影响小,但对镀层铁含量和外观影响较大;促进剂ZFS-2对镀层Fe含量和外观影响都不大,但对镀层SiO2含量和镀层性能影响较大;微粒浓度对镀层铁含量影响小,但对镀层SiO2含量、外观和耐蚀性影响较大;导电盐和光亮剂ZFS-1对镀层成分和耐蚀性影响较小,对外观影响很大。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 概述
1.2 电镀锌及锌合金研究概况
1.3 复合电沉积工艺研究概况
1.4 复合电沉积的影响因素
1.5 复合电沉积机理研究概况
1.6 本课题的主要研究内容和意义
第二章 电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层小试工艺研究
2.1 制备Zn-Fe-SiO_2复合镀层的试验方法
2.2 硫酸盐体系电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层工艺研究
2.3 氯化物体系电沉积Zn-Fe—SiO_2复合镀层工艺研究
2.4 最佳工艺条件和镀层成分
2.5 Zn-Fe-SiO_2复合镀层的性能
2.6 Zn-Fe-SiO_2复合镀液的性能
2.7 小结
第三章 电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层扩大试验及中试研究
3.1 电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层扩大试验
3.2 硫酸盐体系和氯化物体系的综合对比
3.3 电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层中试研究
3.4 小结
第四章 电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层基础理论研究
4.1 Zn-Fe-SiO_2复合镀层的沉积机理研究
4.2 Zn-Fe-SiO_2复合镀层的腐蚀机理研究
4.3 小结
第五章 电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层应用研究
5.1 大气暴露腐蚀试验
5.2 Zn-Fe-SiO_2复合镀层的用途及市场分析
5.3 Zn-Fe-SiO_2复合镀层的试生产
5.4 经济、社会效益分析
5.5 小结
第六章 结论
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间发表论文目录)
附录B (攻读学位期间从事科研项目、申请专利及所获奖励)
发布时间: 2005-10-17
参考文献
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