化学镀Ni-Mo-P和Ni-P合金镀层晶化特征与腐蚀性能

发布时间：2017-11-25 09:34

  本文关键词：化学镀Ni-Mo-P和Ni-P合金镀层晶化特征与腐蚀性能

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【摘要】：化学镀由于其优异的性能已广泛应用于实际生产中,同时化学镀层是否能适应恶劣环境,特别是腐蚀性环境也受到广泛的关注。本课题采用化学沉积法制备了Ni-P及Ni-Mo-P合金镀层,对比研究了不同成分的合金镀层经炉内退火和激光退火后,其晶化组织特征及腐蚀行为。采用SEM/EDS、光学显微镜及光学干涉法对镀层进行成分测定、表面形貌观察以及粗糙度分析;通过XRD衍射获得热处理前后镀层的衍射图谱,利用Jade软件拟合并计算,定量分析了镀层的晶化程度、晶化相的晶粒尺寸及相对质量分数;结合腐蚀失重试验、动电位极化和交流阻抗谱测试,研究了镀层的耐蚀性能及腐蚀行为,主要结论如下:Ni-9.19P(wt%)和Ni-4.63Mo-12.39P(wt%)镀层为非晶结构,Ni-4.11Mo-6.5P(wt%)为混晶结构。对于炉内退火处理,温度低于400℃时,Ni-4.11Mo-6.5P合金镀层只有Ni相结晶;在400℃或超过400℃时,镀层中发生Ni3P晶化反应,同时形成了Ni-Mo固溶体;晶化程度在600℃时达到88.13%。而Ni-P合金镀层在热处理温度为300℃时开始析出Ni3P相,温度达到600℃时,晶化程度为91%。在热处理温度相同的条件下,Ni-Mo-P合金镀层晶粒尺寸均小于Ni-P合金镀层。对于激光退火处理,扫描速度高于10 mm/s时,Ni-4.63Mo-12.39P镀层只有Ni相结晶,扫描速度低于或等于10 mm/s时,镀层中析出Ni3P相,并同时发生Ni/Ni-Mo相结晶,且析出的Ni3P相晶粒尺寸始终大于Ni/Ni-Mo相尺寸;扫描速度为6 mm/s时,Ni-Mo-P镀层晶化程度为82.11%。对于Ni-P镀层,其晶化过程随着扫描速度的变化,除了Ni-Mo相外,均与Ni-Mo-P镀层相似,扫描速度为6mm/s时,Ni-P晶化程度达到84.85%。Ni-P镀层中各相晶粒尺寸的变化情况为扫描速度从10mm/s到8mm/s,Ni3P相的晶粒尺寸大于Ni相的尺寸,但扫描速度为6mm/s时,Ni相晶粒尺寸反过来大于Ni3P相晶粒尺寸。在0.5 M H_2SO_4溶液中,无论炉内退火还是激光退火的Ni-Mo-P和Ni-P镀层的腐蚀形式均表现为均匀腐蚀。镀层的耐蚀性主要取决于退火后的显微结构特征,诸如所形成的Ni/Ni-Mo相、Ni3P相的尺寸及其相对数量。对于Ni-Mo-P镀层,其腐蚀机理主要与在H_2SO_4电解质溶液中Mo从Ni-Mo固溶体中的溶解有关。所有镀层均在刚刚发生Ni3P相晶化反应时耐蚀性能最差,进一步提高退火温度或降低扫描速度,镀层的耐蚀性能得到改善,Ni-Mo-P镀层的耐蚀性优于Ni-P镀层。在含有Cl-的HCl和NaCl溶液中,无论炉内退火还是激光退火的Ni-Mo-P与Ni-P镀层的腐蚀形式均为点蚀,镀层的耐蚀性则主要取决于其表面形貌状态,与“胞状物”的大小、致密程度以及镀层内的孔洞。经600℃高温退火的Ni-4.11Mo-6.5P合金镀层在10%HCl溶液中表现出优异的耐蚀性能;在3.5%NaCl的溶液中的EIS研究表明,在相同扫描速度条件下Ni-4.63Mo-12.39P镀层比Ni-P镀层具有更大的电荷转移电阻,并在扫描速度为12 mm/s时获得最好的抗点蚀的能力。
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4

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本文编号：1225584