Ni-Fe-W三元合金镀层制备及镀层性能研究

发布时间：2017-10-07 03:30

  本文关键词：Ni-Fe-W三元合金镀层制备及镀层性能研究

  更多相关文章： 电沉积 Ni-Fe-W合金 镀液成分 镀层

【摘要】：通过电沉积方法制备的Ni-Fe-W三元合金镀层,与基体连接良好,镀层硬度高,具备较好的耐磨性且导热性良好。这种镀层应用在结晶器上可以有效地提高结晶器的使用寿命,节约能源,而且不会对环境造成污染,具有广泛的应用前景。本文在国内外学者对此合金镀层研究的基础上,对制备Ni-Fe-W三元合金镀层进行了工艺研究。本文以钨酸钠、氨基磺酸镍、氯化亚铁作为主盐,配合使用络合剂柠檬酸钠,缓冲剂硼酸,稳定剂抗坏血酸,去应力剂糖精以及表面活性剂十二烷基硫酸钠。通过正交实验和单因素实验确定最佳配方和工艺参数为:0.1 g/L的十二烷基硫酸钠(C12H25NaO4S),糖精0.5 g/L,氨基磺酸镍(Ni(NH2SO3)2?4H2O)280 g/L,抗坏血酸(C6H8O6)2 g/L,氯化亚铁(FeCl2?4H2O)2.9 g/L,硼酸(H3BO3)40 g/L,柠檬酸钠(C6H5NaO7?2H2O)40 g/L,钨酸钠(Na2WO4?2H2O)40 g/L;pH值3.5~4.5,电流密度是1~2 A/dm2,温度55~65℃。对镀液的性能进行了测试:阴极电流效率为68.39%,分散能力为75%,深镀能力为100%,结果显示镀液性能良好。测定镀层性能,对镀层表面形貌、相结构和耐蚀性进行了分析,结果表明:镀层均匀致密呈晶态结构,主要由FeNi3相和Fe0.64Ni0.36相组成。在铜基体上电沉积一层Ni-Fe-W三元合金镀层,有效地提高了铜的耐蚀性。此外,还研究了镀液中不同Fe2+、WO42-浓度以及电流密度对镀层成分和性能的影响。结果显示:随着Fe2+浓度的增加,镀层硬度、沉积速率降低,当Fe2+浓度达到3.6 g/L时,电流效率最大为74.23%。镀层中的钨元素含量及镀层的显微硬度随着WO42-浓度的增加而增加,在WO42-浓度为40 g/L时,沉积速率最大为8.67?m/h,电流密度增加,镀层硬度、镀层中的铁、钨含量也增加,在电流密度为1.5A/dm2时,电流效率最高为73.64%。
【关键词】：电沉积 Ni-Fe-W合金 镀液成分 镀层
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 选题背景及意义11
• 1.2 电镀合金11-15
• 1.2.1 电镀及镀层11-12
• 1.2.2 电镀合金镀层的特点12-13
• 1.2.3 合金电沉积的过程13-15
• 1.2.4 合金电沉积的应用与发展15
• 1.3 Ni-Fe合金镀层的研究15-17
• 1.3.1 镍基合金镀层的研究发展15-16
• 1.3.2 Ni-Fe合金镀层的研究进展16-17
• 1.4 Ni-Fe-W合金的性能及制备方法17-18
• 1.4.1 电镀Ni-Fe-W合金镀液及工艺条件17
• 1.4.2 Ni-Fe-W合金电镀研究现状17-18
• 1.5 本文研究内容及目的18-19
• 第2章 试验材料及方法19-25
• 2.1 试验材料19-20
• 2.1.1 化学试剂19
• 2.1.2 阳极材料19-20
• 2.1.3 阴极材料20
• 2.1.4 实验设备20
• 2.2 试样处理20-22
• 2.2.1 镀前处理20-22
• 2.2.2 镀后处理22
• 2.3 试验方法22-25
• 2.3.1 镀层沉积速率22-23
• 2.3.2 镀层显微硬度23
• 2.3.3 镀层结合力23
• 2.3.4 镀层成分及形貌分析23
• 2.3.5 镀层相结构分析23-24
• 2.3.6 镀层耐蚀性测量24-25
• 第3章 Ni-Fe-W合金电镀工艺研究25-44
• 3.1 Ni-Fe-W合金镀液及工艺条件的确定25-38
• 3.1.1 正交试验25-29
• 3.1.2 工艺参数的确定29-38
• 3.1.3 结论38
• 3.2 镀液性能38-40
• 3.2.1 阴极电流效率38-39
• 3.2.2 镀液的分散能力39-40
• 3.2.3 镀液的深镀能力40
• 3.3 镀层性能40-43
• 3.3.1 镀层的微观形貌41
• 3.3.2 镀层的耐蚀性分析41-42
• 3.3.3 镀层的相结构分析42-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 溶液中Fe~(2+)、WO_4~(2-)浓度与电流密度对镀层的影响44-55
• 4.1 溶液中Fe~(2+)浓度对Ni-Fe-W合金镀层的影响44-47
• 4.1.1 Fe~(2+)浓度对镀层铁含量的影响44-45
• 4.1.2 Fe~(2+)浓度对镀层硬度的影响45
• 4.1.3 Fe~(2+)浓度对电流效率的影响45-46
• 4.1.4 Fe~(2+)浓度对沉积速率的影响46-47
• 4.2 WO_4~(2-)浓度对Ni-Fe-W合金镀层的影响47-50
• 4.2.1 WO_4~(2-)浓度对沉积速率的影响47-48
• 4.2.2 WO_4~(2-)浓度对镀层硬度的影响48-49
• 4.2.3 WO_4~(2-)浓度对镀层钨含量的影响49-50
• 4.2.4 WO_4~(2-)浓度对电流效率的影响50
• 4.3 电流密度对Ni-Fe-W合金镀层的影响50-53
• 4.3.1 电流密度对沉积速率的影响51
• 4.3.2 电流密度对镀层硬度的影响51-52
• 4.3.3 电流密度对镀层铁、钨含量的影响52-53
• 4.3.4 电流密度对电流效率的影响53
• 4.4 本章小结53-55
• 结论55-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果60-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邹树梁;颜亮;唐德文;谢宇鹏;张德;;高密度W-Ni-Fe合金制备与应用研究进展[J];南华大学学报(自然科学版);2015年01期

2 陈传奇;朱绍峰;胡寒梅;;化学镀Ni-Fe-P合金镀液组分及pH值对镀层性能的影响[J];材料保护;2014年04期

3 S.H.Islam;;Variation of the mechanical properties of tungsten heavy alloys tested at different temperatures[J];Rare Metals;2011年04期

4 肖燕波;黄君洁;何凤姣;杨娟;;铁-镍-钨合金电镀在缸套上的应用[J];电镀与涂饰;2011年08期

5 高雷;高灿柱;;镍铁钨合金电沉积工艺[J];材料保护;2011年01期

6 郭忠诚;何丽芳;;电沉积Ni-W-P基纳米微粒复合镀层的组织与结构研究[J];电镀与精饰;2010年12期

7 杨眉;田小梅;张万里;郭海伟;解超;;W-Ni-Fe合金镀层与硬铬镀层耐磨性的对比试验[J];电镀与精饰;2010年09期

8 何凤姣;王淼;陆欣;;Properties of electrodeposited amorphous Fe-Ni-W alloy deposits[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2006年06期

9 高诚辉;;Stability of electrodeposited amorphous Ni-Fe-P alloys[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2006年06期

10 胡耀红;刘建平;陈力格;赵国鹏;洪榕;;硫酸盐三价铬镀铬工艺[J];电镀与涂饰;2006年01期

，

本文编号：986695