超轻镁锂合金表面Al 2 O 3 /Ni-P化学复合镀技术研究
发布时间：2021-01-01 15:20
21世纪轻量化材料逐步为各领域所青睐,LA141作为典型商用镁锂合金,其密度低、韧性和刚性好,使其成为最具吸引力的材料之一。但LA141表面硬度低、耐蚀性和耐磨性差,所以提高其表面防护,对于其发展具有重要意义。Al2O3/Ni-P复合镀凭借其优异的综合性能而受到广泛研究,因此,本文通过化学复合镀的方式在LA141镁锂合金表面制备Al2O3/Ni-P复合镀层,研究结果如下:（1）通过正交试验确定了LA141镁锂合金表面Ni-P化学镀的最优配方和工艺条件:主盐NiSO4 25g/L,还原剂NaH2PO2 20g/L,络合剂C6H5Na3O7 9g/L,缓冲剂NH4HF2 10g/L,HF 12ml/L,稳定剂CH4N2S 2mg/L,氨水少量,镀液温度85℃,pH=...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁锂二元平衡相图[4]
惚砻娓?加光洁致密，且胞粒尺寸小，硬度和耐磨性相比于无超声波辅助的镀层有所提高。LUO[47]等先在碱式碳酸镍溶液中预镀4μm的Ni-P合金薄膜，最后在硫酸镍溶液中二次镀覆，研究表明采用两步化学镀法所制备的镀层为高P含量镀层，其厚度达到20μm，维氏硬度能够达到HV549，锉刀实验表明镀层的结合力好，该工艺避免了镁锂合金在酸性镀液中的腐蚀情况，且对镀液的利用率较高，降低了工艺成本。黄晓梅等[48]人通过化学镀的方式在镁锂合金上镀Ni-P-Cu，研究表明在最优工艺条件下该镀层为中磷混晶镀层，对基体具有很好的保护性。图1.2镁锂合金电镀与化学镀层形貌：(a)两步法化学镀Ni-P[47]；(b)超声化学镀Ni-P[46]
硕士学位论文7t=thth（1.8）式中N为共沉积的微粒数，参数k可由以下表达式确定：t=（1.9）表达式里的λ为常数，q为微粒的电荷密度，V为阴极电势，A是每平方米上的结合力，i为电流密度，而M主要与搅拌速度和粒子的形状有关。由此可见，该模型虽然将搅拌因素考虑在内，但表达式中的参数难以测量，实际应用中较为复杂。(3)MTM模型MTM模型也称作五步沉积模型，该模型认为复合镀层的形成主要由五个过程组成。首先镀液中的微粒在其周围形成吸附层，其次带有吸附层的微粒在外力的作用下运动到动力学边界层，通过扩散作用到阴极表面，然后阴极表面微粒周围的吸附层被还原，最后微粒被阴极捕获，被还原的金属离子包覆其中。其机理如图1.3所示。图1.3MTM模型沉积机理1.4.3化学复合镀研究现状纳米材料在化学镀复合镀中发挥着重要作用，而目前在纳米化学复合镀中的研究报道中主要以Ni-P基为主，通过添加不同种类或者含量的纳米粒子来提高Ni-P镀层的硬度、耐蚀性以及耐磨性。1.4.3.1化学复合镀耐蚀性研究Farzaneh[51]等人添加纳米SiC颗粒在低碳钢表面制备Ni-P-SiC纳米复合镀层，通过极化曲线与EIS测试镀层的性能，研究发现纳米复合镀层的耐蚀性优于单一Ni-P镀层，但当纳米颗粒超过一定含量时，镀层的耐蚀性能反而会降低，这是因为一定量的纳米颗粒会团聚在一起出现电偶腐蚀降低镀层的耐蚀性。此外Farzaneh还研究了热处理对Ni-P-SiC纳米复合镀层性能的影响，发现当热处理温
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁锂合金表面化学镀镍工艺[J]. 张慧云,李振. 腐蚀与防护. 2019(11)
[2]非金属表面化学镀覆的研究现状[J]. 宋启良,胡振峰,杜晓坤,吕镖,金国. 电镀与涂饰. 2019(03)
[3]镁-锂合金化学镀镍-铜-磷的研究[J]. 黄晓梅,潘凌宇,李一举. 电镀与环保. 2018(05)
[4]Ni-P/nano-Al2O3复合镀层的制备及性能[J]. 姚建安. 电镀与精饰. 2018(08)
[5]化学镀的研究进展及发展趋势[J]. 张丽,张彦. 表面技术. 2017(12)
[6]氧化铝陶瓷表面化学镀镍工艺及镀层性能研究[J]. 郑晓辉,单冬冬,宋皓,叶雄,吴迪,谭俊. 表面技术. 2017(10)
[7]硅表面化学镀镍研究[J]. 蒋金金,吴王平,袁同心,王亮兵,李晓艳,江鹏,王知鸷,孔德军. 电镀与精饰. 2017(10)
[8]碳纳米管-镍磷化学复合镀层的组织与性能研究[J]. 王敏,黄燕滨,王期超,卢士勇. 表面技术. 2017(05)
[9]航天用超轻镁锂合金研究进展[J]. 冯凯,李丹明,何成旦,陈学康. 特种铸造及有色合金. 2017(02)
[10]LZ91镁锂合金化学镀镍工艺[J]. 郭晓光,解海涛,刘旭贺,肖阳,姚玮. 表面技术. 2016(12)
硕士论文
[1]镁锂合金化学镀镍磷合金工艺研究[D]. 季天豪.哈尔滨工业大学 2018
[2]压电陶瓷表面化学镀Ni-Cu-P合金镀层及其性能研究[D]. 赵林南.济南大学 2016
[3]外加磁场对不同基体材料表面化学镀工艺的影响研究[D]. 高洪江.青岛科技大学 2016
[4]AZ91D镁合金化学镀工艺研究[D]. 李晓晔.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：2951527
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
镁锂二元平衡相图[4]
惚砻娓?加光洁致密，且胞粒尺寸小，硬度和耐磨性相比于无超声波辅助的镀层有所提高。LUO[47]等先在碱式碳酸镍溶液中预镀4μm的Ni-P合金薄膜，最后在硫酸镍溶液中二次镀覆，研究表明采用两步化学镀法所制备的镀层为高P含量镀层，其厚度达到20μm，维氏硬度能够达到HV549，锉刀实验表明镀层的结合力好，该工艺避免了镁锂合金在酸性镀液中的腐蚀情况，且对镀液的利用率较高，降低了工艺成本。黄晓梅等[48]人通过化学镀的方式在镁锂合金上镀Ni-P-Cu，研究表明在最优工艺条件下该镀层为中磷混晶镀层，对基体具有很好的保护性。图1.2镁锂合金电镀与化学镀层形貌：(a)两步法化学镀Ni-P[47]；(b)超声化学镀Ni-P[46]
硕士学位论文7t=thth（1.8）式中N为共沉积的微粒数，参数k可由以下表达式确定：t=（1.9）表达式里的λ为常数，q为微粒的电荷密度，V为阴极电势，A是每平方米上的结合力，i为电流密度，而M主要与搅拌速度和粒子的形状有关。由此可见，该模型虽然将搅拌因素考虑在内，但表达式中的参数难以测量，实际应用中较为复杂。(3)MTM模型MTM模型也称作五步沉积模型，该模型认为复合镀层的形成主要由五个过程组成。首先镀液中的微粒在其周围形成吸附层，其次带有吸附层的微粒在外力的作用下运动到动力学边界层，通过扩散作用到阴极表面，然后阴极表面微粒周围的吸附层被还原，最后微粒被阴极捕获，被还原的金属离子包覆其中。其机理如图1.3所示。图1.3MTM模型沉积机理1.4.3化学复合镀研究现状纳米材料在化学镀复合镀中发挥着重要作用，而目前在纳米化学复合镀中的研究报道中主要以Ni-P基为主，通过添加不同种类或者含量的纳米粒子来提高Ni-P镀层的硬度、耐蚀性以及耐磨性。1.4.3.1化学复合镀耐蚀性研究Farzaneh[51]等人添加纳米SiC颗粒在低碳钢表面制备Ni-P-SiC纳米复合镀层，通过极化曲线与EIS测试镀层的性能，研究发现纳米复合镀层的耐蚀性优于单一Ni-P镀层，但当纳米颗粒超过一定含量时，镀层的耐蚀性能反而会降低，这是因为一定量的纳米颗粒会团聚在一起出现电偶腐蚀降低镀层的耐蚀性。此外Farzaneh还研究了热处理对Ni-P-SiC纳米复合镀层性能的影响，发现当热处理温
【参考文献】：
期刊论文
[1]镁锂合金表面化学镀镍工艺[J]. 张慧云,李振. 腐蚀与防护. 2019(11)
[2]非金属表面化学镀覆的研究现状[J]. 宋启良,胡振峰,杜晓坤,吕镖,金国. 电镀与涂饰. 2019(03)
[3]镁-锂合金化学镀镍-铜-磷的研究[J]. 黄晓梅,潘凌宇,李一举. 电镀与环保. 2018(05)
[4]Ni-P/nano-Al2O3复合镀层的制备及性能[J]. 姚建安. 电镀与精饰. 2018(08)
[5]化学镀的研究进展及发展趋势[J]. 张丽,张彦. 表面技术. 2017(12)
[6]氧化铝陶瓷表面化学镀镍工艺及镀层性能研究[J]. 郑晓辉,单冬冬,宋皓,叶雄,吴迪,谭俊. 表面技术. 2017(10)
[7]硅表面化学镀镍研究[J]. 蒋金金,吴王平,袁同心,王亮兵,李晓艳,江鹏,王知鸷,孔德军. 电镀与精饰. 2017(10)
[8]碳纳米管-镍磷化学复合镀层的组织与性能研究[J]. 王敏,黄燕滨,王期超,卢士勇. 表面技术. 2017(05)
[9]航天用超轻镁锂合金研究进展[J]. 冯凯,李丹明,何成旦,陈学康. 特种铸造及有色合金. 2017(02)
[10]LZ91镁锂合金化学镀镍工艺[J]. 郭晓光,解海涛,刘旭贺,肖阳,姚玮. 表面技术. 2016(12)
硕士论文
[1]镁锂合金化学镀镍磷合金工艺研究[D]. 季天豪.哈尔滨工业大学 2018
[2]压电陶瓷表面化学镀Ni-Cu-P合金镀层及其性能研究[D]. 赵林南.济南大学 2016
[3]外加磁场对不同基体材料表面化学镀工艺的影响研究[D]. 高洪江.青岛科技大学 2016
[4]AZ91D镁合金化学镀工艺研究[D]. 李晓晔.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：2951527
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