镁合金无氟化学镀镍溶液及镀层性能研究

发布时间：2017-06-24 00:02

  本文关键词：镁合金无氟化学镀镍溶液及镀层性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：镁合金由于具有许多优良的综合性能,被广泛应用在汽车、航空航天、电子工业等领域,而且发展前景越来越好。但是,由于镁合金的耐蚀性能差,制约了其广泛的应用。故所有镁合金零部件必须进行适当的表面防护处理才能应用。镁合金表面化学镀可以提高镀层的耐蚀性、耐磨性、传导性和电磁屏蔽等性能,还可以在形状不规则的工件上施镀。但是,镁合金镀镍液中含有大量氟化物,而氟离子的存在不但使镀槽材料受到制约,而且大量氟化物的存在对人体是有害的,会加速牙齿的退化。使用后的镀液排放引起了严重的环境污染。因此亟待开发出一种以廉价镍盐为主盐的环保化学镀镍工艺。本文拟利用无氟的碱性和酸性两种以廉价镍盐为主盐得化学镀镍液,先进行碱性化学预镀镍,后面再进行酸性化学镀镍,设计双层结构的化学镍镀层来提高镀层耐蚀性能。同时本文还研究了无氟碱性Ni-B镀层的生长机理,为有效控制镀层质量提供了理论依据,可进一步指导化学镀镍的工业生产。研究结果表明：1.碱性无氟Ni-P镀工艺中稳定剂浓度和温度对沉积速率影响很大,而镀速对镀层质量有很大的影响,过高的镀速会使镀层的结合力下降,孔隙率增多；过低的镀速,不能使基底表面覆盖完全,漏镀区多。实验得出最适稳定剂硫脲浓度为0.5mg·dm-3,最佳施镀温度为348.15 K。2.经过碱性无氟Ni-P施镀40 min,酸性无氟Ni-P施镀50 min后获得了约为28μm厚的致密复合镀层,内层厚度约为15μm,外层为13μm,镀层之间结合力较好。内层能够保证酸性镀的正常进行,对镁合金基底提供了一定的保护作用,并且为其提供了良好的沉积活性基底。外层确保了复合镀层的良好耐蚀性。3.对碱性无氟Ni-B化学镀镍生长机理研究表明,前处理后基底表面会出现不同的相,他们在镀液中具有不同的化学性质,前期主要以快速的镍离子置换和成核反应为主,后期主要是Ni-B镀层的自催化反应。Ni·B/Ni-P致密复合镀层是通过碱性化学镀60 min后在酸性化学镀60 min得到。电化学实验表明复合镀层具有很大的阻抗,能够长时间保护镁合金不被腐蚀。
【关键词】：镁合金 化学镀镍 无氟镀液 复合镀层 生长机理 耐蚀性
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 镁及镁合金概况11-15
• 1.1.1 镁的基本性质11-12
• 1.1.2 镁合金的分类12
• 1.1.3 镁合金的性能12-13
• 1.1.4 镁合金的应用13-15
• 1.2 化学镀15-20
• 1.2.1 化学镀的定义15
• 1.2.2 化学镀工艺15-16
• 1.2.3 化学镀研究现状16-18
• 1.2.4 化学镀层的特点18-19
• 1.2.5 化学镀镍基本原理19-20
• 1.3 化学镀镍技术的应用20-21
• 1.3.1 化学镀Ni-P合金20
• 1.3.2 化学镀Ni-B合金20-21
• 1.4 本论文研究的主要内容及意义21-23
• 第2章 镁合金无氟碱性Ni-P预镀层的制备23-34
• 2.1 引言23-24
• 2.2 实验材料及用品24-26
• 2.2.1 实验材料和规格24
• 2.2.2 实验药品与设备24-26
• 2.3 化学镀工艺条件与操作26-27
• 2.4 化学镀试验方法27-29
• 2.4.1 镀层沉积速率的测定27-28
• 2.4.2 镀层结构的测定28
• 2.4.3 镀层结构合力的测定28-29
• 2.5 碱性化学镀镍工艺条件的研究29-31
• 2.5.1 硫脲浓度对化学镀镍速率的影响29
• 2.5.2 温度对化学镀镍速率的影响29-31
• 2.6 碱性化学镀层结构及反应机理31-33
• 2.6.1 碱性化学镀层的结构31-32
• 2.6.2 碱性化学镀镍的反应机理32-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第3章 镁合金双层Ni-P镀层制备及耐蚀性研究34-45
• 3.1 引言34-35
• 3.2 工艺条件与操作35
• 3.3 镀层的结构及耐蚀性测定35-37
• 3.3.1 镀层电化学的测定35-36
• 3.3.2 镀层结构的测定36
• 3.3.3 浸泡实验36-37
• 3.3.4 盐雾试验37
• 3.4 复合镀层结构及成分分布37-40
• 3.4.1 复合镀层的晶相结构37-38
• 3.4.2 复合镀层开路电势38-39
• 3.4.3 复合镀层的截面成分分布39-40
• 3.5 镀层耐蚀性能40-43
• 3.5.1 极化曲线测定40-41
• 3.5.2 浸泡实验41-42
• 3.5.3 盐雾实验42-43
• 3.6 腐蚀模型43-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第4章 Ni-B镀层生长机理及复合镀层制备的研究45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 实验工艺条件与操作45-46
• 4.3 实验测试方法46-47
• 4.4 碱性Ni-B化学镀层沉积机理的探究47-50
• 4.4.1 碱性Ni-B化学镀层生长过程形貌表征47-48
• 4.4.2 碱性Ni-B化学镀层生长过程中镀层元素分析48-49
• 4.4.3 碱性Ni-B化学镀层生长机理的分析49-50
• 4.5 施镀工艺条件的探究50-52
• 4.6 镀层结构及成分52-54
• 4.7 镀层耐蚀性的评价54-57
• 4.7.1 交流阻抗的测定54-55
• 4.7.2 极化曲线测定55-57
• 4.8 镀层的显微硬度57
• 4.9 本章小结57-59
• 结论59-60
• 参考文献60-66
• 附录 攻读学位期间发表的论文和专利66-67
• 致谢67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王海燕,于秀娟,周定,马焕明;国内外化学镀镍老化液净化再生技术研究现状[J];材料保护;2000年07期

2 沈伟;化学镀镍的成本与价格[J];材料保护;2000年10期

3 王海燕,于秀娟,周定,马焕明;化学镀镍老化液再生技术研究现状[J];电镀与涂饰;2000年02期

4 欧阳新平,罗浩江;低温化学镀镍研究进展[J];电镀与涂饰;2000年03期

5 刘汝涛,高灿柱,杨景和,鹿玉理,张继有;影响化学镀镍稳定性因素的研究[J];表面技术;2001年01期

6 何东亚;化学镀镍磷合金镀槽的处理方法[J];材料保护;2001年10期

7 姜晓霞;如何正确认识化学镀镍高新技术——兼论目前国内化学镀镍市场的一些问题[J];中国表面工程;2001年01期

8 王文忠;铝及其合金化学镀镍[J];电镀与环保;2001年04期

9 张永锋,崔昭霞,马玲俊;化学镀镍超载荷稳定性试验[J];电镀与环保;2001年04期

10 刘均波;化学镀镍的发展及应用[J];潍坊高等专科学校学报;2001年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘定富;王国海;;提高化学镀镍溶液使用寿命的务虚分析[A];2010’（贵阳）低碳环保表面工程学术论坛论文集[C];2010年

2 刘青松;刘朝阳;;化学镀镍液的处理及其老化液中镍盐的回收[A];2000年晋冀鲁豫鄂蒙六省区机械工程学会学术研讨会论文集（河南分册）[C];2000年

3 王成祥;;采用特种活化剂在铝合金轮毂直接化学镀镍的新工艺[A];第四届全国车轮和轮毂制造技术国际研讨会论文集[C];2011年

4 谢国庆;曾埙;陆熊掌;蔡达金;;金属化学镀镍光亮镀[A];中国机械工程学会摩擦学分会润滑技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2000年

5 曹喜峰;;微孔中化学镀镍的应用[A];第七届全国化学镀会议论文集[C];2004年

6 沈伟;张钦京;;美国化学镀镍年会论文综述[A];第七届全国化学镀会议论文集[C];2004年

7 张钦京;杨德钧;;12年回顾——我国化学镀技术交流与发展巡礼[A];第七届全国化学镀会议论文集[C];2004年

8 李能斌;罗韦因;刘钧泉;;国内外化学镀镍清洁生产技术概况[A];2005'（贵阳）表面工程技术创新研讨会论文集[C];2005年

9 王殿龙;武巍;戴长松;;无铅无镉光亮化学镀镍稳定性的研究[A];2007（第13届）全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年

10 陆剑芳;;化学镀镍连续生产工艺研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 记者 黄文;化学镀镍为设备穿上防腐外衣[N];中国石化报;2000年

2 杨雄飞;钢筋化学镀镍动力学及镀层特性[N];世界金属导报;2010年

3 记者 王振华 通讯员 黄文;金陵石化推出化学镀镍技术[N];中国化工报;2000年

4 刘桂华;高端防腐技术打造精品[N];中国房地产报;2005年

  本文关键词：镁合金无氟化学镀镍溶液及镀层性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：476585