脉冲电沉积纳米晶镍基镀层工艺及性能研究
发布时间：2021-04-18 00:34
为制备具有析氢良好催化性能与耐蚀性能的镍基纳米晶镀层,采用脉冲电沉积技术,以纯Cu为基体,在不同工艺条件下（镀液pH、电流密度、占空比和镀液温度）,制备了平均晶粒尺寸不同的Ni-Co-W合金镀层。并采用扫描电镜（SEM）及其附带能谱仪（EDS）、X射线衍射仪、阴极极化曲线、电化学阻抗谱、tafel曲线对不同工艺条件下制备的Ni-Co-W合金镀层的微观相貌、元素组成、晶粒尺寸、相结构及其析氢、耐腐蚀性能进行了分析研究。结果表明:通过调节工艺参数可制备平均晶粒尺寸不同的纳米晶Ni-Co-W合金镀层。当电流密度为2.5 A/dm2,占空比为20%,镀液温度30℃,电镀时间30min,镀液pH值等于4时,Ni-Co-W合金镀层平均晶粒尺寸最细小为59 nm。此时,镀层具有良好的析氢催化性能和耐腐蚀性能。其在1 mol/L的NaOH溶液中稳定析氢的析氢过电位为1.072 V,在3.5 wt%的NaCl中的自腐蚀电位(Ecorro)和自腐蚀电流(Jcorro)分别为-0.29 V和4.768E-7 A/cm2。...
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同pH值下制备的Ni-Co-W合金镀层的表面形貌
第3章工艺参数对Ni-Co-W合金镀层的影响-27-图15是不同电流密度下制备的Ni-Co-W合金的表面形貌。由图15可知，电流密度为1.25A/dm2时，镀层表面平整。随着电流密度逐渐增大时，镀层表面裂纹也随之变少、变校这是因为随着电流密度的增大，镀层中Co的含量逐渐减小，使其晶格畸变程度减小，镀层的内应力自然也随之减小，裂纹自然也会越来越少[56]。（a）1.25A/dm2；（b）2.5A/dm2；（c）3.75A/dm2；（d）5.00A/dm2；（e）6.25A/dm2图15不同电流密度下Ni-Co-W合金镀层的表面形貌Fig.15SurfacemorphologyofNi-Co-Walloycoatingsatdifferentcurrentdensities3.2.2电流密度对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响图16是电流密度对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响。由图16可知，随着电流密度增大，Ni-Co-W合金的沉积速率先增大后减校当电流密度为5A/dm2时，合金的沉积速率最大。1.252.503.755.006.25406080100currentdensity/(A/dm2)Depositionrate/(gh-1)图16电流密度对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响Fig.16EffectofcurrentdensityondepositionrateofNi-Co-Walloycoatings
华北理工大学硕士学位论文-34-图25是不同占空比下制备的Ni-Co-W合金的表面形貌。由图25可知，占空比为10%时，镀层表面有明显的划痕，这是因为在占空比较小时，通电时间短，沉积速率孝镀层厚度薄造成的。当占空比增高时，划痕消失，合金表面由胞状晶粒组成。（a）10%；（b）20%；（c）30%；（d）40%；（e）50%图25不同占空比下制备的Ni-Co-W合金镀层的表面形貌Fig.25SurfacemorphologyofNi-Co-Walloycoatingsdepositedunderdifferentdutycycle3.3.2占空比对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响图26是占空比对Ni-Co-W合金沉积速率的影响。由图26可知，随着占空比的增大，Ni-Co-W合金的沉积速率先增大后减校当占空比为40%时，合金的沉积速率最大。1020304050406080100120Depositionrate/(gh-1)pwm/%图26占空比对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响Fig.26EffectofdutycycleondepositionrateofNi-Co-Walloycoatings
【参考文献】：
期刊论文
[1]电沉积Ni-W纳米晶镀层制备与显微硬度研究[J]. 张冰怡,张莎莎,姚正军,亚历山大·莫利亚尔,刘睿翔,彭琳涵,刘畅. 电镀与精饰. 2019(08)
[2]镀液pH值对Ni-Mo-C合金镀层析氢性能的影响[J]. 齐海东,郭昭,卢帅,孟庆波,李运刚,杨海丽. 金属热处理. 2019(05)
[3]316L不锈钢表面Co2O4/MoS2纳米复合涂层的组织和析氢性能[J]. 李邵洋,何夏文. 材料保护. 2019(04)
[4]电沉积制备Ni-Fe/TiO2复合电极及其析氢催化性能[J]. 齐海东,周宗熠,温林洁,张丽楠,李运刚,杨海丽. 钢铁钒钛. 2019(01)
[5]镀液组成和脉冲电沉积条件对钴镀层特性和显微硬度的影响（英文）[J]. S.MAHDAVI,S.R.ALLAHKARAM. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(10)
[6]Sn-Ni-Mn合金的电沉积行为及成核机制[J]. 孟庆波,齐海东,卢帅,郭昭,杨海丽. 湿法冶金. 2018(03)
[7]金属核壳纳米材料的研究进展[J]. 陈子璠,程凯,朴文香. 化工设计通讯. 2017(12)
[8]镀液温度对脉冲电沉积Ni-Sn-Mn合金镀层影响[J]. 孟庆波,齐海东,卢帅,郭昭,杨海丽. 钢铁钒钛. 2017(05)
[9]电沉积Co-Pt-W磁性薄膜及其性能的研究[J]. 钱宇. 电镀与环保. 2017(04)
[10]占空比对纳米晶镍镀层结构及性能的影响[J]. 朴楠,陈吉,高松,许志显,陈晓明,孙彦伟. 电镀与环保. 2016(04)
博士论文
[1]金属纳米材料的表界面调控及电催化应用研究[D]. 祁琨.吉林大学 2017
[2]脉冲电沉积纳米晶Co-Ni合金相变及纳米孪晶形成机制研究[D]. 李家瑶.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]纳米晶Fe-50Cu块体合金腐蚀电化学性能研究[D]. 崔田路.沈阳师范大学 2018
本文编号：3144442
【文章来源】：华北理工大学河北省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同pH值下制备的Ni-Co-W合金镀层的表面形貌
第3章工艺参数对Ni-Co-W合金镀层的影响-27-图15是不同电流密度下制备的Ni-Co-W合金的表面形貌。由图15可知，电流密度为1.25A/dm2时，镀层表面平整。随着电流密度逐渐增大时，镀层表面裂纹也随之变少、变校这是因为随着电流密度的增大，镀层中Co的含量逐渐减小，使其晶格畸变程度减小，镀层的内应力自然也随之减小，裂纹自然也会越来越少[56]。（a）1.25A/dm2；（b）2.5A/dm2；（c）3.75A/dm2；（d）5.00A/dm2；（e）6.25A/dm2图15不同电流密度下Ni-Co-W合金镀层的表面形貌Fig.15SurfacemorphologyofNi-Co-Walloycoatingsatdifferentcurrentdensities3.2.2电流密度对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响图16是电流密度对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响。由图16可知，随着电流密度增大，Ni-Co-W合金的沉积速率先增大后减校当电流密度为5A/dm2时，合金的沉积速率最大。1.252.503.755.006.25406080100currentdensity/(A/dm2)Depositionrate/(gh-1)图16电流密度对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响Fig.16EffectofcurrentdensityondepositionrateofNi-Co-Walloycoatings
华北理工大学硕士学位论文-34-图25是不同占空比下制备的Ni-Co-W合金的表面形貌。由图25可知，占空比为10%时，镀层表面有明显的划痕，这是因为在占空比较小时，通电时间短，沉积速率孝镀层厚度薄造成的。当占空比增高时，划痕消失，合金表面由胞状晶粒组成。（a）10%；（b）20%；（c）30%；（d）40%；（e）50%图25不同占空比下制备的Ni-Co-W合金镀层的表面形貌Fig.25SurfacemorphologyofNi-Co-Walloycoatingsdepositedunderdifferentdutycycle3.3.2占空比对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响图26是占空比对Ni-Co-W合金沉积速率的影响。由图26可知，随着占空比的增大，Ni-Co-W合金的沉积速率先增大后减校当占空比为40%时，合金的沉积速率最大。1020304050406080100120Depositionrate/(gh-1)pwm/%图26占空比对Ni-Co-W合金镀层沉积速率的影响Fig.26EffectofdutycycleondepositionrateofNi-Co-Walloycoatings
【参考文献】：
期刊论文
[1]电沉积Ni-W纳米晶镀层制备与显微硬度研究[J]. 张冰怡,张莎莎,姚正军,亚历山大·莫利亚尔,刘睿翔,彭琳涵,刘畅. 电镀与精饰. 2019(08)
[2]镀液pH值对Ni-Mo-C合金镀层析氢性能的影响[J]. 齐海东,郭昭,卢帅,孟庆波,李运刚,杨海丽. 金属热处理. 2019(05)
[3]316L不锈钢表面Co2O4/MoS2纳米复合涂层的组织和析氢性能[J]. 李邵洋,何夏文. 材料保护. 2019(04)
[4]电沉积制备Ni-Fe/TiO2复合电极及其析氢催化性能[J]. 齐海东,周宗熠,温林洁,张丽楠,李运刚,杨海丽. 钢铁钒钛. 2019(01)
[5]镀液组成和脉冲电沉积条件对钴镀层特性和显微硬度的影响（英文）[J]. S.MAHDAVI,S.R.ALLAHKARAM. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2018(10)
[6]Sn-Ni-Mn合金的电沉积行为及成核机制[J]. 孟庆波,齐海东,卢帅,郭昭,杨海丽. 湿法冶金. 2018(03)
[7]金属核壳纳米材料的研究进展[J]. 陈子璠,程凯,朴文香. 化工设计通讯. 2017(12)
[8]镀液温度对脉冲电沉积Ni-Sn-Mn合金镀层影响[J]. 孟庆波,齐海东,卢帅,郭昭,杨海丽. 钢铁钒钛. 2017(05)
[9]电沉积Co-Pt-W磁性薄膜及其性能的研究[J]. 钱宇. 电镀与环保. 2017(04)
[10]占空比对纳米晶镍镀层结构及性能的影响[J]. 朴楠,陈吉,高松,许志显,陈晓明,孙彦伟. 电镀与环保. 2016(04)
博士论文
[1]金属纳米材料的表界面调控及电催化应用研究[D]. 祁琨.吉林大学 2017
[2]脉冲电沉积纳米晶Co-Ni合金相变及纳米孪晶形成机制研究[D]. 李家瑶.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]纳米晶Fe-50Cu块体合金腐蚀电化学性能研究[D]. 崔田路.沈阳师范大学 2018
本文编号：3144442
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