镜面不锈钢带单面覆多层镍材料的工艺研究

发布时间：2017-12-16 00:02

  本文关键词：镜面不锈钢带单面覆多层镍材料的工艺研究

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【摘要】：我国扣式电池现状与国外还存在很大的差距,造成这差距的一个重要的原因就是壳盖材料品质与国外相差甚远。传统的扣式电池外壳采用镀镍钢带冲压而成,这种外壳在耐腐性、抗划伤等指标上均达不到高端扣式锂电的要求。高端扣式电池需要在外表冲刻商标、电池参数等字样,若表面过于粗糙,会使其上面的冲刻字样不清晰。因此,本文采用粗糙度小于0.8μm的镜面不锈钢带代替传统的钢带,开发出高平整度的镜面不锈钢电镀工艺。文中在镀层结构方面,设计了多层镍薄膜结构,采用直流、脉冲、喷射电镀相结合的方式在镜面不锈钢表面制备了多层镍薄膜,重点对镜面不锈钢镀镍的工艺进行研究,通过测试分析镀层与镜面不锈钢带的结合力、材料的耐腐蚀性能、导电率等探寻最佳的工艺参数,为产业化生产提供基础数据和理论指导。本论文具体研究内容如下:(1)为了增强镀层与镜面不锈钢带的结合力、提高耐蚀性能,论文选取了镜面不锈钢带为基材,设计了多层镍镀层结构。具体是底层为暗镍层薄膜,中间层为半光镍层薄膜,表层为全光镍薄膜的不同尺寸的多层膜结构,每层材料的厚度可控,多层镍薄膜的排列组合,有助于减少应力集中的状态,可以使每层薄膜之间的应力分布更加均匀,从而是材料整体具有高的强度,表现出优秀的抗塑性变形的能力。(2)利用直流、脉冲、喷射三种电镀相结合的方式,成功的在430镜面不锈钢带上镀覆暗镍、半光镍、全光镍多层镍薄膜结构。利用SEM、XRD、AFM等测试方法,研究了电流密度、pH值、温度和镍离子浓度等镀镍工艺参数对430不锈钢单面镀多层镍带物相结构的影响。结果表明由里及表镀层晶粒尺寸逐渐减小,减小了各膜层之间的内应力与空隙率,使得整体镀层结构更加致密,有助于耐腐蚀性的提高。(3)在镀镍工艺对多层镍薄膜物相结构影响研究的基础上,论文研究了电流密度、温度、pH等镀镍工艺参数对430镜面不锈钢单面覆多层镍材料的耐腐蚀性、电导率等的影响。结果表明:影响镀层与基底结合力的关键因素是预镀镍过程,并且当预镀镍电流密度≥0.5A/dm2、时间≥6s,才能保证结合力良好;pH对材料的耐腐蚀性能影响最大,当pH为4.3时耐腐蚀性能最佳。综上所述本文通过多层镍薄膜镀层的结构设计,提高了材料整体的致密性与结合力,从而提高了材料整体的耐腐蚀性能。其中脉冲喷射电镀方式的引入还能提高阴极极限电流密度,对今后的产业化生产是非常有益的。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ153;TG174.4

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本文编号：1293909