Zn-Fe合金镀层的制备及耐蚀性能研究

发布时间：2017-10-01 10:26

  本文关键词：Zn-Fe合金镀层的制备及耐蚀性能研究

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【摘要】：本文采用了电沉积的方法,在Q235基体上制备Zn-Fe合金镀层,研究了电沉积工艺参数对Zn-Fe合金镀层表面形貌的影响,利用了正交试验法对电沉积工艺参数进行优化,得出性能理想的Zn-Fe合金镀层。采用SEM、EDS和XRD方法分析了Zn镀层、Zn-Fe合金镀层和Zn-Fe-SiC复合镀层的表面形貌、表面成分和镀层的物相组成,通过中性盐雾实验分析方法和电化学分析方法比较镀层的耐蚀性能,并比较在Zn-Fe合金镀层和Zn-Fe-SiC复合镀层上分别涂覆环氧有机涂层后的耐蚀性能。研究结果如下:采用了正交试验法对工艺参数进行优化,得出各工艺参数对Zn-Fe合金镀层外观的影响大小依次为:阴极电流密度、pH值、温度。性能理想的Zn-Fe镀层的制备工艺参数为:阴极电流密度为2A/dm2,镀液温度为30℃,pH值为4.5。采用S3400扫描电镜观察分别观察Zn镀层、Zn-Fe合金镀层和Zn-Fe-SiC复合镀层的电子显微结构:观察扫描电镜下的镀层微观形貌,在同样的放大倍数下,Zn-Fe合金镀层的结晶明显比Zn镀层的结晶细密,表面更加平整,晶粒分布更均匀。Zn-Fe-SiC复合镀层中SiC纳米颗粒团簇,由此可知,Zn-Fe-SiC复合镀层有更好的耐蚀性能。通过X-射线衍射仪观察到Zn镀层和Zn-Fe合金镀层的织构系数,Zn-Fe合金镀层的晶体主要生长面为(002)晶面,(002)晶面织构系数为60%。而Zn镀层的晶体主要生长面是(100)、(101)和(102)晶面,织构系数分别为89%、4%和7%。(002)晶面为低指数晶面,原子结合能力较强,因而不易被腐蚀。而Zn-Fe-SiC复合镀层的晶体主要生长面是(110)晶面,(110)晶面为非密排面,Zn-Fe-Si C复合镀层更为致密。可见,加入SiC纳米颗粒改变了晶体的择优取向,增加了镀层的耐蚀性能。Q235钢基体、Q235+Zn-Fe合金镀层试样和Q235+Zn-Fe合金镀层+环氧有机涂层试样在5%NaCl溶液中浸泡504h后,失重分别为0.0866g、0.0512g和0.0229g,腐蚀速率分别为0.0680mm/a、0.0400mm/a和0.0180mm/a。涂覆环氧有机涂料能使Zn-Fe合金合金镀层的防腐性能提高2倍以上,延长了Q235基体的使用寿命。而在Zn-Fe-SiC复合镀层上涂覆环氧有机涂层后,其耐蚀性能明显高于Zn-Fe合金镀层。
【关键词】：电沉积 Zn-Fe合金镀层 Zn-Fe-SiC复合镀层 环氧有机涂料 耐蚀性能
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 创新点摘要7-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 Zn-Fe合金镀层的研究现状10-11
• 1.1.1 Zn-Fe合金镀层的分类10
• 1.1.2 Zn-Fe合金镀层的工艺10-11
• 1.2 SiC在电镀中的应用现状及进展11-16
• 1.2.1 SiC概述11
• 1.2.2 SiC在电镀中的应用进展11
• 1.2.3 SiC对金属合金镀层性能的影响11-16
• 1.3 环氧有机涂料在镀层上的应用现状及进展16
• 1.3.1 环氧有机涂料概述16
• 1.3.2 环氧有机涂料在镀层上的应用进展16
• 1.3.3 环氧有机涂料对金属合金镀层性能的影响16
• 1.4 本课题研究的意义及主要工作内容16-18
• 1.4.1 主要研究意义16-17
• 1.4.2 主要研究内容17-18
• 第二章 Zn-Fe合金镀层的制备18-25
• 2.1 Zn-Fe合金镀层的化学试剂18
• 2.2 Zn-Fe合金镀层的实验设备18-19
• 2.3 Zn-Fe合金镀液的组成及工艺条件19-21
• 2.3.1 镀液组成及配制方法19-20
• 2.3.2 电镀工艺参数的影响20
• 2.3.3 Zn-Fe合金镀层的制备20-21
• 2.4 Zn-Fe合金镀层工艺参数的优化21-23
• 2.5 本章小结23-25
• 第三章 Zn-Fe合金镀层的耐蚀性能研究25-37
• 3.1 Zn-Fe合金镀层的表征25-26
• 3.1.1 镀层形貌分析25
• 3.1.2 镀层成分分析25-26
• 3.1.3 镀层物相分析26
• 3.2 Zn-Fe合金镀层的耐蚀性能研究26-32
• 3.2.1 中性盐雾实验分析26-27
• 3.2.2 极化曲线测试分析27-30
• 3.2.3 交流阻抗测试分析30-32
• 3.3 有机涂料对Zn-Fe合金镀层耐蚀性的影响32-36
• 3.3.1 腐蚀电位-浸泡时间曲线分析32-33
• 3.3.2 电化学阻抗谱实验分析33-35
• 3.3.3 试片腐蚀形貌分析35-36
• 3.3.4 失重实验分析36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 Zn-Fe-SiC复合镀层的耐蚀性能研究37-47
• 4.1 Zn-Fe-SiC复合镀层的制备37-38
• 4.2 Zn-Fe-SiC复合镀层的表征38-40
• 4.2.1 镀层形貌分析38-39
• 4.2.2 镀层成分分析39-40
• 4.2.3 镀层物相分析40
• 4.3 Zn-Fe-SiC复合镀层的耐蚀性能研究40-43
• 4.3.1 中性盐雾实验分析40
• 4.3.2 极化曲线测试分析40-41
• 4.3.3 交流阻抗测试分析41-43
• 4.4 有机涂料对Zn-Fe-SiC复合镀层耐蚀性的影响43-45
• 4.4.1 腐蚀电位-浸泡时间曲线分析43
• 4.4.2 电化学阻抗谱实验分析43-45
• 4.4.3 失重实验45
• 4.5 本章小结45-47
• 结论47-48
• 参考文献48-51
• 发表文章目录51-52
• 致谢52-53

【参考文献】

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1 杜克勤,覃奇贤,郭鹤桐;复合电沉积机理研究进展[J];电镀与精饰;1995年06期

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本文编号：952957