脉冲占空比对电沉积Sn-Ni-Mn合金镀层的影响

研究采用脉冲电沉积法在Q235钢表面制备Sn-Ni-Mn合金镀层,利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了脉冲占空比对镀层元素含量、沉积速率、表面形貌、阴极电流效率和耐蚀性的影响。结果表明:随占空比增大,镀层中Ni、Sn含量升高,Mn含量降低,镀层沉积速率减小,阴极电流效率先升高后降低,镀层耐蚀性先增强后减弱;占空比为0.2时,所制备的Sn-Ni-Mn合金镀层均匀致密,在3.5%NaCl溶液中具有最正的自腐蚀电位(-0.377V),最低自腐蚀电流密度(3.687×10~(-8) A·cm~(-2))和最大电荷转移电阻(7 658Ω·cm~2),耐蚀性最好。     

镀液温度对脉冲电沉积Ni-Sn-Mn合金镀层影响

为了提高低碳钢在海洋环境下的耐蚀性,采用脉冲电沉积法在Q235钢表面制备了Ni-Sn-Mn合金镀层。利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电子显微镜(SEM)、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了镀液温度对镀层元素含量、表面形貌、沉积速率、阴极电流效率和耐蚀性的影响。结果表明:随镀液温度的升高,镀层Ni和Sn含量先降低后提高,Mn含量先增加后减少;沉积速率和阴极电流效率提高,镀层耐蚀性先增强后减弱。镀液温度为30℃时,所制备的Ni-Sn-Mn镀层均匀致密,在3.5%NaCl电解液中具有最正的自腐蚀电位(-0.374 V),最低的自腐蚀电流密度(4.266×10-8A·cm-2)和最大的电荷转移电阻(7 459Ω·cm~2),耐蚀性性最好。     

占空比对脉冲电镀Ni-Cr-Mn合金镀层的影响

利用脉冲电镀法在Q235钢表面制备Ni-Cr-Mn合金镀层。采用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS),考察占空比对镀层成分、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明:随占空比增大,镀层中镍含量增加,铬、锰含量减少;沉积速率减小;在35g/L NaCl溶液中,镀层耐蚀性减弱;占空比为20%时,镀层均匀致密,具有最大的腐蚀电位(-0.301V)、最小的腐蚀电流密度(1.819×10~(-8) A·cm~(-2))和最大的电荷转移电阻(3 763Ω·cm~2),耐蚀性最好。     

循环镀液电沉积法制备Fe-Si镀层试验研究

研究了采用硅质量分数为50%的Fe-Si合金颗粒为原料,以循环镀液电沉积法制备Fe-Si复合镀层,考察了电极位向、镀液流速、颗粒质量浓度及电流密度对Fe-Si复合镀层形貌及硅质量分数的影响。结果表明:采用竖直电极电镀时,当电镀槽镀液向下循环搅拌时,获得的镀层中硅质量分数较低;当镀液向上循环时,镀层中硅质量分数随镀液流速增大呈先升高后降低趋势,镀层硅质量分数达10.33%;采用水平电极电镀时,随镀液流速增大,镀层中硅质量分数呈先升高后降低趋势,镀层硅质量分数可达28.47%,但显著高于竖直电极电镀时获得的镀层硅质量分数;同时,随电流密度增大,采用竖直电极电镀获得的镀层硅质量分数升高,在电流密度为2.5A/dm~2时达最大;采用水平电极电镀获得的镀层硅质量分数随电流密度增大而显著降低。     

稳恒磁场对循环电镀液Fe-Si复合电沉积行为的影响

研究了以Fe-50%Si合金颗粒及纯Si颗粒为原料,在稳恒磁场中用循环镀液复合电沉积制备Fe-Si复合镀层,考察了磁场方向、磁感应强度对Fe-Si复合镀层形貌及硅质量分数的影响。结果表明:施加磁场后,随磁感应强度增大,采用Fe-50%Si颗粒和纯Si颗粒获得的镀层硅质量分数显著增加;同时,在梯度磁场力和磁流体力学效应(MHD效应)协同作用下,镀层硅质量分数从边沿至中心呈"平底锅"状分布;电流密度为2A/dm~2、磁感应强度为0.5T时,用Fe-50%Si颗粒电镀获得的镀层硅质量分数达20%。     

ZrO_2含量与占空比对Ni-Co-ZrO_2复合镀层显微组织及耐蚀性的影响

以硫酸镍(Ni_SO4·6H_2O)、硫酸钴(CoSO_4·7H_2O)和氧化锆(ZrO_2)为主要原料,采用脉冲电沉积法在Q235钢基体表面制备了Ni-Co-ZrO_2复合镀层,通过扫描电镜和能谱仪分别分析了复合镀层的显微形貌及成分组成,并对Ni-Co-ZrO_2复合镀层的耐蚀性进行了研究。结果表明:镀层组织均匀、致密,与基体之间无裂纹、气孔等缺陷;ZrO_2颗粒弥散分布于Ni-Co合金基体中,随着ZrO_2颗粒的嵌入,Ni-Co合金的晶粒形貌由针状向菜花状转变;沉积1.5h后,镀层厚度约60μm,且镀态条件下Ni-Co-ZrO_2复合镀层为晶态结构;随着镀液中ZrO_2颗粒浓度增大及占空比降低,Ni-Co合金晶粒得到细化,复合镀层的耐蚀性显著提高,当ZrO_2含量为20g/L、占空比为40%时,复合镀层的耐蚀性最佳。     

Ni-Co合金镀层的硬度及结构研究

在硫酸盐体系中采用单一变量法研究了电流密度、镀液温度和pH值对电镀Ni-Co合金镀层硬度的影响规律,确定了电镀Ni-Co合金镀层的优化工艺条件:镀液温度45℃,镀液pH值3,电流密度6A/dm~2;于该条件下在铜铬锆合金基体上制备出了硬度高、结合性能良好的Ni-Co合金镀层,并研究了退火温度对Ni-Co合金镀层硬度及织构的影响规律。结果表明,Ni-Co合金镀层硬度随退火温度的升高先提高后降低,300℃时HV0.05最高为506.2;退火后镀层呈较强的(111)织构。     

循环镀液超声波作用下双脉冲电镀法制备Fe-Si复合镀层

研究了以硅质量分数50%的铁-硅合金颗粒为原料,在循环镀液超声波作用下,采用双脉冲电镀法制备Fe-Si复合镀层,考察了合金颗粒质量浓度、电流密度、脉冲电流频率、超声波功率等对Fe-Si复合镀层形貌及硅质量分数的影响。试验结果表明,当镀液颗粒质量浓度为50g/L、平均电流密度为2A/dm2、脉冲电流频率为100Hz条件下,镀层硅质量分数达9.67%,镀层表面平整光滑。     

BMIC离子液体中铜锡合金的电沉积及耐蚀性研究

在氯化1-丁基-3-甲基咪唑(BMIC)离子液体中进行不同铜锡合金的电沉积研究。使用阴极极化曲线研究铜锡合金的还原行为,使用电子显微镜(SEM)及光学显微镜(OM)对不同颜色的铜锡合金镀层的微观形貌及宏观形貌进行表征,使用X射线衍射仪(XRD)对沉积层的相组成进行研究分析,使用极化曲线对不同铜锡合金镀层及基材的耐蚀性能进行研究分析。结果表明,不同电沉积体系得到不同的铜锡合金。在0.15 mol·L~(-1) CuCl_2·2H_2O+0.05 mol·L~(-1) SnCl_2·2H_2O体系中可以电沉积得到紫红色的锥状铜锡合金镀层;在0.10 mol·L~(-1) CuCl_2·2H_2O+0.10 mol·L~(-1) SnCl_2·2H_20体系中可以电沉积得到黑色的柏树枝状铜锡合金镀层;在0.05 mol·L~(-1) CuCl_2·2H_2O+0.15 mol·L~(-1) SnCl_2·2H_2O体系中可以电沉积得到灰黑色的冰晶状铜锡合金镀层。不同体系中电沉积得到的铜锡合金相组成不同,且只有在0.10 mol·L~(-1) CuCl_2·2H_2O+0.10 mol·L~(-1) SnCl_2·2H_2O体系中可以电沉积得到由Cu_(13.7)Sn单一相组成的镀层。耐蚀性测试结果显示基材表面不同铜锡合金的存在均可增加耐蚀性,且在0.10 mol·L~(-1) CuCl_2·2H_2O+0.10 mol·L~(-1) SnCl_2·2H_2O体系中得到的镀层耐蚀性最优。     

Ni-W-Co三元合金镀层电镀工艺的研究

采用电化学沉积法在316L不锈钢基体材料上制备Ni-W-Co三元合金镀层。利用正交试验初步确定电镀液的配方。通过拉伸试验和电化学腐蚀试验分别测试镀层的结合性能和耐腐蚀性能。另外,测试了镀层的显微硬度。结果表明,镀液主要成分对镀层粗糙度影响程度大小为:硫酸镍柠檬酸钠光亮剂1光亮剂2。镀液pH为5.0～5.5、电流密度为3 A·dm~(-2)时,镀层抗拉强度可达21 MPa。镀液的pH为5.0时,镀层硬度值最高。Na_2WO_4含量为30 g·L-1时,镀层硬度高达590(HV)。CoSO4含量为30 g·L-1时,镀层的耐蚀性能最佳。     

Sn-Ni-Mn合金的电沉积行为及成核机制

研究了Sn-Ni-Mn合金在玻碳电极上的电沉积行为及成核机制。采用阴极极化、循环伏安、电化学阻抗及恒电位阶跃等电化学方法研究镀液成分、温度、pH对Sn-Ni-Mn合金电沉积阴极极化行为的影响,以及不同扫描速率和阴极电位下Sn-Ni-Mn合金电沉积机制。试验结果表明:降低主盐浓度、提高络合剂(Na_3C_6H_5O_7·2H_2O)和添加剂(糖精钠)浓度、降低镀液温度、提高镀液pH均会使阴极极化曲线负移,极化作用增强,有利于电极电位较负的Mn~(2+)还原沉积;Sn-Ni-Mn合金电沉积过程主要受扩散控制,非可逆;随阴极过电位升高,Sn-Ni-Mn合金电沉积电荷转移电阻减小,沉积速率加快;Sn-Ni-Mn合金电结晶过程遵循扩散控制下的三维瞬时成核机制。     

环保型三价铬电镀铬工艺研究

为了提高质子交换膜燃料电池不锈钢双极板的耐蚀性,减少六价铬对环境污染的影响,采用电镀方法,在304L不锈钢表面制备Cr-C合金镀层,将三价铬作为主盐进行电镀铬。并且通过扫描电镜、维氏显微硬度仪、Autolab电化学工作站测定镀层的显微形貌、硬度以及耐蚀性。结果表明:在镀液中CrCl_3浓度为0.4 mol/L、HCOOH浓度为0.9 mol/L条件下,采用电流密度24 A/dm~2、施镀时间15 min、pH值2.0、温度30℃的工艺参数进行电镀,制备的镀层均匀致密,耐腐蚀性能较好。     

脉冲电流密度对镍锰复合镀层结构及性能的影响

为获得高耐腐蚀性的镍锰二元合金复合镀层,采用脉冲电沉积方法在Q235碳钢基体上制备出平整、致密的镍锰复合镀层。研究了脉冲电流密度对镍锰镀层的微观结构、耐腐蚀性的影响。结果表明:随着脉冲电流密度变大镀层变的越来越平整、致密,当脉冲电流密度超过3.75 A/dm~2时,晶粒尺寸变大且呈现不规则排列现象,在3.5%的NaCl溶液中耐蚀性下降。当脉冲电流密度为3.75 A/dm~2时金属镀层最平整、致密,耐腐蚀性最好。     

平行电极表面磁场对电沉积钴-镍镀层的影响

在硫酸盐体系中电沉积钴-镍合金, 采用X射线能谱分析和扫描电镜研究pH值、阴极电流密度以及外加平行于阴极表面磁场对镀层组成、表面形貌的影响. 发现增大电流密度或者pH, 钴-镍合金的沉积速率增大、所得镀层中的钴含量减少, 镀层表面的晶粒粒径增大. 外加平行于电极表面的磁场可以略微提高沉积速率和电流效率以及使所得镀层表面均匀, 晶粒细小. 采用X射线衍射研究在镀液pH 3.0下阴极电流密度和外加磁场对所得镀层结构的影响. 结果表明, 电沉积钴-镍合金镀层呈六方密堆积（hcp）的（100）和（110）晶面择优取向;外加平行于电极表面的磁场可以促进（110）晶面择优生长和抑制（002）晶面择优生长.     

还原剂对化学镀Ni-Sn-P性能的影响

针对在铁基体上进行化学镀Ni-Sn-P合金研究,分析了还原剂对镀层沉积速率、成分形貌及性能的影响,确定了最佳的还原剂浓度.结果表明,随着还原剂浓度的增加,化学镀Ni-Sn-P合金沉积速率、硬度、耐腐蚀性均呈先增大后减小的趋势;沉积层中出现组织偏析,有胞状颗粒生成.成分分析表明,还原剂浓度对镀层中Sn、P含量影响不大.还原剂最佳浓度为35 g/L时,镀速最大为10.8 mg·cm~(-2)·h~(-1),硬度值达到最大610.4 HV,自腐蚀电位为-0.1989 V,镀层为银白色平整光滑,颗粒呈均匀胞状,排列紧密,无明显针眼裂纹,且与基体间结合良好.     

电镀耐磨滑履的胎体性能和应用

用于耐磨滑履胎体的镍锰合金在硫酸盐-氯化物电镀溶液中沉积,试验在室温下进行,pH在3.5～5之间,电流密度是0.8～1.2 A/dm2.比较系统地研究了镀液中[n(Mn2 )]/[n(Ni2 ) n(Mn2 )]比值对镍锰合金胎体成分的影响以及镍锰合金比例对胎体的表面洛氏硬度和耐磨性的影响.结果表明:镀液中[n(Mn2 )]/[n(Ni2 ) n(Mn2 )]摩尔比值为0.063时,镀层中锰的质量分数为0.1%,镀层的表面洛氏硬度是45±2HRC,用这种胎体配方研制的金刚石滑履的使用寿命超过4 a,证明镍锰合金是制作金刚石耐磨滑履的合适材料.     

Ni-Co/ZrO_2复合镀层的形貌与性能研究

通过超声辅助复合电沉积方法在氨基磺酸盐体系中制备了Ni-Co/ZrO_2复合镀层。采用单一变量法探讨了电流密度、ZrO_2粉体质量浓度和超声功率对电沉积Ni-Co/ZrO_2复合镀层硬度的影响,优化了Ni-Co/ZrO_2复合镀的工艺参数;对镀层进行了纳米压痕测试,并采用场发射扫描电子显微镜表征优化后Ni-Co/ZrO_2复合镀层的形貌和成分。研究结果表明,优化的电沉积工艺参数为:阴极电流密度5A/dm~2,ZrO_2粉体质量浓度10g/L,超声功率240W。在此条件下,Ni-Co/ZrO_2复合镀层的纳米硬度、弹性模量以及硬模比分别达到6.13GPa、291GPa和0.021,镀层平整致密,ZrO_2纳米粒子较好地复合于金属基质中。     

织构对纳米晶纯镍镀层耐蚀性能的影响

采用脉冲电镀法在黄铜表面制备出具有(111)、(200)和(220)晶面择优生长织构的纳米晶纯镍镀层.采用扫描电镜对镀层的显微形貌进行观察,采用X射线衍射对不同晶面织构的择优性进行表征,并对镀层在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线和交流阻抗谱进行了测试,研究不同织构镀层的耐蚀性能.不同织构镀层的耐蚀性能存在显著差异:具有(220)强织构的镀层耐蚀性最差,其自腐蚀电流密度最大,为1.23μA·cm-2,镀层的电荷转移电阻为2.09kΩ·cm2;具有(200)强织构的镀层耐蚀性能最佳,镀层的电荷转移电阻为27.32kΩ·cm2,自腐蚀电流密度为0.15μA·cm-2;具有(111)织构镀层的耐蚀性居中.认为织构引起的表面胞状物的差别是造成纯镍镀层耐蚀性能不同的原因.      

镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为

为研究镍基合金镀层在北方老工业城市冬季降水中的腐蚀行为,采用电沉积技术制备了Ni-P、Ni-Fe合金镀层,对其结构与耐蚀性能进行检测.结果表明:不同镍基合金镀层在冬季降水中耐蚀性能不同,其中Ni-Fe合金镀层由于Fe掺杂增加了镍基合金与氧的亲和力,可以快速在Ni-Fe合金镀层表面形成一层连续的氧化膜,对基体起到很好的防护作用,电位最正,自腐蚀电流密度值最小,耐蚀性较好,年腐蚀速率约为20号钢的1/2;而Ni-P合金镀层表面形成氧化膜的速率较缓慢,阻抗值较低,不适合在北方老工业城市的室外装饰与防护中应用.      

EMIMBF_4-EG离子液体体系电沉积制备金属镧镀层

以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF_4)为溶剂,乙二醇(EG)为添加剂,考察不同体积比例EMIMBF_4-EG体系对LaCl_3的溶解度影响,用循环伏安法考察La(III)在EMIMBF_4-EG-LaCl_3体系中的电化学行为,最后用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了所得金属镧的形貌和成分。研究表明:随着EMIMBF_4-EG体系中EG体积比例从1∶2增大到3∶1,EMIMBF_4-EG体系对LaCl_3溶解度递增,至体积比EG∶EMIMBF_4=3∶1时,体系中LaCl_3浓度高达105 g·L~(-1)。然而,随着EG比例的增加,EMIMBF_4-EG体系稳定性逐渐变差;EMIMBF_4-EG离子液体体系中镧的电沉积行为是一步完成的不可逆过程,经计算,其平均传质系数为0.1079,扩散系数D为1.71×10~(-6)cm2·s~(-1);随着沉积电位的增大,基体Pt层表面电流密度增大,镧沉积物逐渐细化,形貌从颗粒物转变为镀层;在优化的实验条件即温度50℃、转速600 r·min~(-1)、沉积电位-1.7 V,在EMIMBF_4-EG-LaCl_3体系中恒电位电沉积1 h后得到表面平滑、颗粒细密的镀层,镧的成分比例大于98%(质量分数)。