铜表面铜镍合金的制备及腐蚀性能研究

发布时间：2017-09-26 13:03

  本文关键词：铜表面铜镍合金的制备及腐蚀性能研究

  更多相关文章： 铜 铜镍合金 电沉积 热处理 电化学性能

【摘要】：铜是常用的工程材料之一,在现代工业中因其良好的导电、导热、化学稳定性而应用在众多领域中。但是在海洋领域中海水中的氯离子使得这种广泛应用抗蚀效果不错的金属受到强烈的腐蚀,铜金属在海洋工程中受到很大的限制,很难被进一步的应用。铜镍合金具有很多优异的性质尤其是良好的抗蚀性能在海洋工程领域占据重要地位,因为铜镍合金制备设备要求严格,操作环境复杂,也未能发挥出应有的作用。电沉积是最近比较新颖的方法,电沉积设备简单,操作容易,且能够实现合金精确的组分控制。如果能够通过电沉积方法在纯铜表面制备纳米结构的铜镍合金膜层,那么就能最大限度的的提高纯铜的应用,改善纯铜的性能,又能节约成本,使其在海洋领域中得到更多的应用。本文就这一原理通过电沉积法在纯铜表面制备了不同组分的铜镍合金膜层,以期获得表面具有合金层的纯铜材料。同时通过热处理改善膜层的质量提高膜层的抗蚀性能,同时调节参数以期获得最佳热处理参数。本文首先对主要两种络合剂的络合能力进行了探讨,在循环伏安测试(CV)下预测铜镍合金的沉积电位及沉积电流。在不同的沉积电流密度下的X射线衍射(XRD)测试可知成功的制备出不同比例的铜镍合金。通过扫描电镜(SEM)分析纯铜表面的铜镍合金颗粒为纳米级别,紧密堆积,沉积电流密度较大(25mA/cm2)的时候表面隐约可见一些孔洞存在。在3.5wt%的模拟海水中电化学测试得到制备的铜镍合金显示了较裸铜优异的抗蚀性能及抗电子转移的能力,能谱(EDS)测试得到了不同沉积电流下的铜镍组分,并且可知镍的含量为30%左右沉积电流密度为15mA/cm2综合性能最佳。通过氮气氛围下对制备的铜镍合金进行了后期热处理,300度热处理扫描电镜显示颗粒发生团聚,小颗粒凝聚成大颗粒,不同的团簇体之间夹杂着未团聚的小颗粒。不同热处理温度的电化学测试表征得到100度以下时性能较制备的最佳铜镍合金的抗蚀性能提高,当热处理温度为200度时,抗蚀效果与制备的铜镍合金膜层齐平,但是热处理温度继续增加的话,抗蚀性能下降明显,甚至低于裸铜。通过循环伏安多次扫描可知影响性能下降的主要原因是热处理之后膜层的稳定性降低。最后探索了不同手段处理的铜镍合金在高温下的模拟海水中的腐蚀情况,未热处理的铜镍合金对温度比较敏感,高温下抗蚀性能下降明显,当膜层经过适宜的热处理之后膜层的高温抗蚀性能较之前有一定的提高。该文章初步探索了铜镍合金的制备条件及热处理优化方案工艺参数,且通过电化学测试表征其具有较裸铜优良的抗蚀性能,如果将其进行进一步的探索优化,会在海洋防腐蚀领域得到很大的应用。
【关键词】：铜 铜镍合金 电沉积 热处理 电化学性能
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG178
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-25
• 1.1 概述12-13
• 1.2 合金概述13-17
• 1.2.1 合金分类13-14
• 1.2.2 金属间化合物的定义和性能14-15
• 1.2.3 合金的制备方法15-17
• 1.3 铜镍合金电化学沉积17-23
• 1.3.1 电化学沉积介绍17-19
• 1.3.2 实验原理19-21
• 1.3.3 铜镍合金的成核生长理论探索21-22
• 1.3.4 电化学研究技术22-23
• 1.4 本课题的研究意义及论文的主要内容23-25
• 2 铜基体上恒电流沉积铜镍合金25-43
• 2.1 引言25-26
• 2.2 实验部分26-29
• 2.2.1 实验试剂及仪器26-27
• 2.2.2 实验步骤27-28
• 2.2.3 测试方法28-29
• 2.3 结果与讨论29-42
• 2.3.1 络合剂作用探讨及沉积电流密度选择29-33
• 2.3.2 XRD分析33-34
• 2.3.3 形貌及能谱分析34-36
• 2.3.4 沉积膜层表面的电荷阻挡效应研究36-42
• 2.4 本章小结42-43
• 3 铜基体表面铜镍合金热处理及其抗蚀性能研究43-51
• 3.1 引言43-44
• 3.2 实验部分44-45
• 3.2.1 实验仪器及药品44
• 3.2.2 实验步骤44-45
• 3.2.3 测试方法45
• 3.3 结果与讨论45-50
• 3.3.1 电化学性能检测45-48
• 3.3.2 热处理之后的SEM分析48
• 3.3.3 循环伏安测试分析48-50
• 3.4 本章小结50-51
• 4 模拟海洋环境下铜镍合金高温腐蚀研究51-58
• 4.1 前沿51
• 4.2 实验部分51-52
• 4.2.1 实验仪器及药品51-52
• 4.2.2 实验及测试方法52
• 4.3 结果与讨论52-57
• 4.3.1 电化学测试分析52-57
• 4.3.2 接触角测试测试分析57
• 4.4 本章小结57-58
• 5 总结与展望58-60
• 5.1 本论文的主要结论58-59
• 5.2 论文创新点59
• 5.3 展望59-60
• 参考文献60-65
• 致谢65-66
• 个人简介66-67
• 发表的学术论文67

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 R.弗朗西斯;段淑娥;;温度对70/30铜镍合金在海水中腐蚀的影响[J];国外舰船技术(材料类);1984年09期

2 徐群杰;黄诗俊;;铜镍合金耐蚀性影响的研究进展[J];上海电力学院学报;2007年02期

3 蒋学先;;铜镍合金成份对镍羰化的影响[J];有色金属(冶炼部分);2009年05期

4 周民望;铜镍合金和镍合金中镍的络合滴定[J];热加工工艺;1979年06期

5 崔桂云;铜镍合金在海水中的腐蚀行为[J];材料开发与应用;1987年03期

6 ;文摘[J];环境技术;1992年01期

7 刘东;曹阳;董贤帮;庞玉华;;铜镍合金凝固过程的数值模拟[J];铸造技术;2009年02期

8 ;金属世界[J];有色冶炼;1983年06期

9 陈伯林;;铜镍合金与低碳钢异种金属集合材料的焊接[J];井矿盐技术;1987年03期

10 黄国胜,刘光洲,段东霞,王军;硫酸盐还原菌对铜镍合金腐蚀的影响[J];腐蚀与防护;2004年06期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 朱春霞;曹丽;马玉香;刘岱松;汤成兰;;用丁二酮肟光度法直接测定铜镍合金中镍[A];山东省金属学会理化检验学术委员会理化检验学术交流会论文集[C];2009年

2 孙婷婷;薛建军;李宁;刘峰;;温度对B10铜镍合金在模拟海水中的电化学行为影响[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 记者 曹祥汉;大口径铜镍合金管通过鉴定[N];中国有色金属报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 尹兵;海洋环境下铜镍合金的微生物附着腐蚀与防护研究[D];中国海洋大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 赵莎莎;铜表面铜镍合金的制备及腐蚀性能研究[D];中国海洋大学;2015年

2 常钦鹏;地源热泵系统中铜镍合金和不锈钢耐腐蚀性研究[D];中国海洋大学;2014年

3 黄达;铜镍合金纯氧选择性浸出机理及过程的研究[D];兰州理工大学;2009年

4 迟长云;B30铜镍合金在海水中的腐蚀电化学性能研究[D];南京航空航天大学;2009年

5 陈志军;稀土对银铜镍合金组织及性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 叶春媛;铜镍合金微球及其聚苯胺基复合材料的合成[D];黑龙江大学;2010年

7 吴韬;铜镍合金纳米催化剂在甲烷二氧化碳重整方面的应用[D];上海交通大学;2014年

8 陈宁宁;船用BFe10-1-1铜镍合金管材弯曲成形有限元分析及实验研究[D];武汉理工大学;2014年

，

本文编号：923641