碳钢化学镀镍磷腐蚀规律及其封孔工艺研究

发布时间：2021-09-25 13:55

　　化学镀镍作为一种经济有效的表面防腐技术,被广泛应用于电子科技、航空航天、石油化工等诸多领域。然而镀层固有的针孔极易导致其在腐蚀介质中发生大阴极-小阳极的局部腐蚀而诱发穿孔,这已成为制约该行业发展的瓶颈问题之一。针对这一问题研究人员围绕有机成膜以及无机转化膜进行了相应的封孔技术研究。化学气相沉积技术具有高效渗透、快速成膜、均匀覆盖等优势被广泛应用于膜层制备,但将化学气相沉积工艺用于封孔技术的研究相对较少。本文围绕碳钢表面化学镀镍磷的腐蚀规律、化学气相沉积封孔工艺以及二次封孔处理工艺进行了系统研究。首先,考察了化学镀镍磷层在循环水介质中的耐蚀性能,并与碳钢、304不锈钢进行比较,发现镍磷镀层与不锈钢的耐蚀性接近。同时,研究了碳钢与镍磷镀层之间的电偶腐蚀规律,其电偶腐蚀速率随阴阳极面积比的增大而加快,表明除阳极屏蔽外减小阴阳极面积比也可以降低腐蚀性。随后,通过化学气相沉积技术制备了PDMS疏水薄膜封闭镍磷镀层孔隙;并设计了电化学溶出法,用于分析通孔面积并计算了膜层的封孔率。结果表明,该膜层可以均匀地覆盖在孔内和试片表面,减少Ni-P镀层的孔隙面积90%以上,试片耐蚀性能提升1²

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 炼厂水冷器腐蚀防护
        1.2.1 换热设备的主要腐蚀形式
        1.2.2 主要防护手段
    1.3 化学镀简介
        1.3.1 化学镀发展历史
        1.3.2 化学镀镍的主要镀液成分
        1.3.3 化学镀技术特点
    1.4 镀层封孔研究进展
    1.5 化学气相沉积的简介
    1.6 研究的目的、意义和主要研究内容
        1.6.1 本文的研究目的和意义
        1.6.2 本文的主要研究内容
2 碳钢与镍磷镀层的电偶腐蚀规律
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及设备
        2.2.2 实验装置及镀液配方
        2.2.3 施镀工艺
        2.2.4 电极制备
        2.2.5 模拟循环水测试液
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 化学镀镍磷层外观及晶型结构
        2.3.2 碳钢、304不锈钢和化学镀镍磷镀层的耐蚀性
        2.3.3 平面电偶实验
        2.3.4 碳钢与镍磷镀层的面积比对电偶腐蚀的影响
        2.3.5 EDTMPS对碳钢和镍磷之间电偶腐蚀的影响
    2.4 本章小结
3 化学气相沉积PDMS薄膜封孔工艺
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品
        3.2.2 镍磷镀层孔隙制备方法
        3.2.3 封孔处理方法
        3.2.4 镀层孔隙面积分析方法-电化学溶出法(ESmethod)
        3.2.5 电化学性能测试
        3.2.6 材料表征及设备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌与材料表征
        3.3.2 封孔效果
        3.3.3 耐蚀性能评价
        3.3.4 腐蚀机理及模型
    3.4 本章小结
4 化学镀镍磷二次封孔及冷热冲击性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要药品和仪器
        4.2.2 石墨烯/APTES(GAPs)封孔工艺
        4.2.3 PDMS软膜的制备
        4.2.4 耐常温浸泡性能测试
        4.2.5 耐冷热介质冲击性能测试
        4.2.6 材料制备及腐蚀表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 制备材料的表征
        4.3.2 封孔效果评价
        4.3.3 二次封孔试样常温浸泡实验
        4.3.4 冷热冲击实验评价封孔层耐受能力
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]化学镀Ni-P合金镀层在化工设备和化工管道防腐中的应用概况[J]. 何时剑.  电镀与环保. 2017(05)
[2]Q235钢超疏水表面制备及耐蚀性能研究[J]. 张方铭,曾志翔,王刚,陈军君,徐勇,王立平.  中国腐蚀与防护学报. 2016(06)
[3]循环水换热器腐蚀原因分析及改进措施[J]. 乐明聪,高鹏,徐庆磊.  石油化工腐蚀与防护. 2016(04)
[4]影响循环冷却水结垢腐蚀因素及其控制分析[J]. 周枫.  科技创新与应用. 2016(20)
[5]一种生物黏泥处理剂TA-11的制备及评价[J]. 张迪彦,姚光源,张久志.  工业水处理. 2016(04)
[6]炼厂循环水设备腐蚀原因及对策[J]. 王冬梅.  中小企业管理与科技(下旬刊). 2016(03)
[7]碳酸钙结垢预测及影响因素分析[J]. 王宇飞.  石化技术. 2015(06)
[8]Ni-P化学镀层对工业锅炉腐蚀防护的可行性研究[J]. 黄晖,富阳,刘艳华,梁平,史艳华.  电镀与环保. 2014(06)
[9]化学镀非晶态Ni-P镀层盐雾腐蚀行为[J]. 吴永忠,孔德军,王文昌,付永忠,叶存冬,张垒.  材料科学与工艺. 2013(01)
[10]镍-铜-磷化学镀层在硫酸溶液中的腐蚀行为[J]. 梁平,王运玲,史艳华.  电镀与涂饰. 2012(10)

博士论文
[1]二维材料/聚合物复合涂层的防腐性能研究[D]. 孙文.大连理工大学 2016
[2]有机无机复合硅氧烷防腐涂层的制备与性能研究[D]. 董泽.浙江大学 2013
[3]燃气冷凝器表面耐蚀材料的制备及腐蚀行为研究[D]. 刘贵昌.大连理工大学 2013

硕士论文
[1]多功能超双疏涂层的制备与性能研究[D]. 吴诗琪.东北石油大学 2017
[2]化学镀Ni-P合金在模拟地热水中耐蚀阻垢性能研究[D]. 程子非.华东理工大学 2016
[3]稀土及其转化膜对Ni-Cu-P化学镀层的影响[D]. 黄宗响.大连理工大学 2013
[4]化学镀镍层孔隙率影响因素及降低对策[D]. 卢光波.哈尔滨工业大学 2011
[5]碳钢表面复合涂层的制备及在海水中的防腐性能研究[D]. 王建飞.中国海洋大学 2011
[6]化学镀镍磷合金镀层封孔工艺及耐蚀性能研究[D]. 孙明志.中国海洋大学 2009
[7]化工装置中循环水换热器的腐蚀与防护研究[D]. 韩月辉.大庆石油学院 2007



本文编号：3409859