化学沉积镍基合金结合力研究

发布时间：2017-10-08 00:40

  本文关键词：化学沉积镍基合金结合力研究

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【摘要】：本文采用化学沉积法,首先以ABS板为基底化学沉积镍磷合金镀层,研究基体表面状态对镀层结合力的影响。其次在铜基体上化学沉积Ni-Zn-P合金镀层,研究镀覆工艺对沉积速率、镀层内应力和结合力的影响。最后研究热处理对镀层结构、显微硬度、镀层内应力以及镀层结合力的影响。利用扫描电镜(SEM)、粗糙度仪、数显显微硬度计、X射线衍射分析(XRD)等现代测试手段,对基体和镀层的性能进行了研究。具体研究内容和实验结果如下:(1)以ABS塑料为基体,研究粗化时间对基体表面形貌、粗糙度和化学成分的影响,以及粗化和活化对镀层结合力的影响规律。结果表明,200ml/L的硫酸与400g/L的铬酐水溶液进行粗化处理,基体表面出现孔径很小的微孔,随着粗化时间的延长,微孔慢慢变大,延长到40分钟时部分区域会出现较大的凹坑;基体表面粗糙度呈增大趋势,表面生成新的基团,粗化时间20min到30min为宜。活化时间为15min时,延长粗化时间,镀层与基体结合强度不断增大;粗化时间为20min时,延长活化时间,镀层结合力先增大后趋向稳定。(2)以纯铜片为基体,化学沉积Ni-Zn-P合金镀层。采用单因素实验,研究主盐硫酸镍含量、还原剂次亚磷酸钠含量、镀液温度以及镀液pH值对沉积速率、镀层内应力以及镀层结合力的影响。结果表明①对沉积速率的影响,随着NiSO4·7H20浓度的增大,沉积速率呈增大趋势;当Na2H2PO2·H20浓度低于25g/L时,随着浓度的增加,沉积速率不断增大;随着镀液温度的升高,沉积速率呈增大趋势;随着pH值的增大,沉积速率增大。②对内应力的影响,当NiSO4·7H20浓度小于25g/L,随着NiSO4·7H20浓度的增大,内应力逐渐增大,NiSO4·7H20浓度大于25g/L,内应力急剧减小;随着Na2H2PO2·H20浓度的增大,镀层内应力先增大后减小;随着温度升高,Ni-Zn-P合金镀层内应力呈上升趋势;随着pH升高,镀层内应力增大。③对结合力的影响,随着NiSO4·7H20浓度的增大,镀层结合力逐渐较小,当NiSO4·7H20浓度增大到25g/L时,镀层结合力趋向12.44MPa不变;当Na2H2PO2·H20小于20g/L,Ni-Zn-P合金镀层结合力镀层保持在12.44MPa左右,当Na2H2PO2·H20大于20g/L,Ni-Zn-P合金镀层结合力呈增加趋势;随着温度升高,Ni-Zn-P合金镀层结合力呈上升趋势;当pH10时,随着pH升高,镀层结合力基本保持不变,当pH10时,镀层结合力急剧减小。(3)研究热处理对化学沉积Ni-Zn-P合金镀层结构、硬度、内应力以及结合力的影响。结果表明,镀态下镀层由非晶相和镍的固溶体组成,且随着温度的升高,硬度增大。100℃到300℃的热处理是有利于降低镀层内应力,处理时间长短内应力减小的幅度不同,经过300℃×1h的热处理,内应力减小至111.36MPa,经过300℃×4h的热处理,内应力减小至70.38MPa;保温1h随炉冷却至室温,随着温度的升高,镀层结合力逐渐增大,保温4h随炉冷却至室温,随着温度的升高,镀层结合力先增大后减小。
【关键词】：化学沉积 镀层结合力 表面状态 镀覆工艺 热处理 内应力
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-23
• 1.1 课题的研究背景12
• 1.2 镀层结合力12-19
• 1.2.1 化学沉积镍基合金结合力的影响因素13
• 1.2.2 化学沉积镍基合金结合力的测试方法13-15
• 1.2.3 化学沉积镍基合金结合力的研究现状15-19
• 1.3 镀层内应力19-22
• 1.3.1 化学沉积镍基合金镀层内应力的形成原因19-20
• 1.3.2 化学沉积镍基合金镀层内应力的影响因素20-21
• 1.3.3 化学沉积镍基合金镀层内应力的测定方法21-22
• 1.3.4 镀层内应力对镀层性能的影响22
• 1.4 课题研究的主要内容及意义22-23
• 1.4.1 课题研究的主要内容22
• 1.4.2 课题的研究意义22-23
• 第二章 实验及测试分析方法23-31
• 2.1 实验基本工艺流程及实验仪器与药品23-26
• 2.1.1 实验基本工艺流程23-24
• 2.1.2 实验仪器与药品24-26
• 2.2 测试与分析方法26-31
• 2.2.1 沉积速率26
• 2.2.2 镀层形貌分析及成分分析26
• 2.2.3 ABS基体表面粗糙度表征26-27
• 2.2.4 红外分析27
• 2.2.5 镀层内应力测定27-28
• 2.2.6 镀层结合力测定28-29
• 2.2.7 镀层硬度测试29-30
• 2.2.8 镀层物相分析30-31
• 第三章 表面状态对ABS塑料化学沉积Ni-P合金镀层结合力的影响31-43
• 3.1 前言31
• 3.2 ABS塑料化学沉积前处理31-36
• 3.2.1 去除表面内应力31
• 3.2.2 除油31-32
• 3.2.3 酸洗32
• 3.2.4 粗化处理32-34
• 3.2.5 中和还原34
• 3.2.6 敏化34
• 3.2.7 活化34-35
• 3.2.8 解胶35
• 3.2.9 化学沉积35-36
• 3.3 粗化对ABS塑料以及镀层结合力的影响36-40
• 3.3.1 粗化时间对ABS表面形貌的影响36-37
• 3.3.2 粗化时间对ABS表面粗糙度的影响37-38
• 3.3.3 粗化对ABS表面化学成分的影响38-39
• 3.3.4 粗化时间对Ni-P合金镀层结合力的影响39-40
• 3.4 活化对ABS塑料以及Ni-P合金镀层结合力的影响40-42
• 3.4.1 活化对ABS塑料表面形貌的影响40
• 3.4.2 活化时间对镀层结合力的影响40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 镀覆工艺对Ni-Zn-P合金镀层结合力的影响43-57
• 4.1 前言43
• 4.2 硫酸镍含量对Ni-Zn-P合金镀层的影响43-46
• 4.2.1 硫酸镍含量对沉积速率的影响43-44
• 4.2.2 硫酸镍含量对Ni-Zn-P合金镀层内应力的影响44-45
• 4.2.3 硫酸镍含量对Ni-Zn-P合金镀层结合力的影响45-46
• 4.3 次亚磷酸钠含量对Ni-Zn-P合金镀层的影响46-48
• 4.3.1 次亚磷酸钠含量对沉积速率的影响46-47
• 4.3.2 次亚磷酸钠含量对Ni-Zn-P合金镀层内应力的影响47-48
• 4.3.3 次亚磷酸钠含量对Ni-Zn-P合金镀层结合力的影响48
• 4.4 镀液温度对Ni-Zn-P合金镀层的影响48-51
• 4.4.1 镀液温度对沉积速率的影响48-49
• 4.4.2 镀液温度对镀层形貌的影响49
• 4.4.3 镀液温度对Ni-Zn-P合金镀层内应力的影响49-50
• 4.4.4 镀液温度对Ni-Zn-P合金镀层结合力的影响50-51
• 4.5 镀液pH对Ni-Zn-P合金镀层的影响51-54
• 4.5.1 镀液pH对沉积速率的影响51-52
• 4.5.2 镀液pH对镀层形貌的影响52-53
• 4.5.3 镀液pH对Ni-Zn-P合金镀层内应力的影响53-54
• 4.5.4 镀液pH对Ni-Zn-P合金镀层结合力的影响54
• 4.6 本章小结54-57
• 第五章 热处理对化学沉积镍基合金镀层结合力的影响57-64
• 5.1 前言57
• 5.2 热处理对镀层结构的影响57-60
• 5.3 热处理对镀层硬度的影响60-61
• 5.4 热处理对化学沉积Ni-Zn-P镀层内应力的影响61-62
• 5.5 热处理对化学沉积Ni-Zn-P镀层结合力的影响62
• 5.6 本章小结62-64
• 结论64-66
• 参考文献66-71
• 致谢71-72
• 作者简介及读研期间主要科研成果72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：991050