机械镀锌基合金的研究现状及展望

机械镀已由传统的机械镀锌发展到镀锌基复合层.介绍了机械镀工艺在金属镀锌基合金方面的应用现状,简介了机械镀锌基合金层机理;综述了目前机械镀锌基合金工艺的研究现状及进展,重点概括了锌基复合镀层的种类及结构,并对机械镀锌基合金的发展进行了展望.     

机械镀锌层的组织结构研究

为加深对机械镀锌层组织结构的认识,以球状锌粉为原料,通过机械镀方法制备了锌防护层.运用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及其配备的能谱仪观察了镀层的结构形貌,分析了镀层的化学成分;采用XRD技术分析了镀层的物相组成;采用贴滤纸法对镀层进行了孔隙率测试.结果表明,镀锌层是由锌粉颗粒、空隙、金属锡、金属M等构成的多相混合体系,镀层具有一定的致密度;镀层属于由少量Sn,M和大量Zn构成的金属复合镀层,镀层中没有合金相产生;锌粉颗粒是镀层的主体,部分锌粉颗粒发生团聚.     

机械镀锌-锰、锌-铝-锰合金工艺及镀层的耐蚀性能

为了获得性能良好的含锰合金镀层,以机械镀锌和机械镀锌-铝工艺为基础,通过调整活化剂和促进剂的种类及用量,开发了机械镀锌-锰合金工艺.利用该工艺可在钢基表面获得不同配比的锌-锰及锌-铝-锰合金镀层,对镀层进行了5%NaCl溶液喷雾加速腐蚀试验及全浸加速腐蚀试验,并与机械镀锌层进行了对比.结果表明,各种配比的锌-锰合金镀层的耐蚀性能优于机械镀锌层,且其耐蚀性随着锰含量的增加而增加;锌-铝-锰合金镀层的耐蚀性能比镀锌层提高数十倍.     

热处理机械镀锌层的性能研究

为了探究热处理机械镀锌层的性能,采用机械镀锌工艺在钢铁基体上获得纯锌镀层,并通过对机械镀锌层的热处理制备了机械镀渗锌层。采用划格法测定渗层与基体的结合强度,采用扫描电镜及附带的能谱仪观察分析了渗层的组织结构及成分,采用电化学试验和全浸试验分析了渗层耐腐蚀性能。结果表明:机械镀渗锌层与基体的结合强度良好,镀渗层组织依次为2种形态的δ相层和Γ相层,耐腐蚀性能与机械镀锌层相比得到了较大提升,与真空渗锌层相近。     

机械镀Zn-Ti复合镀层的组织及性能

为了获得具有更好耐腐蚀性能的机械镀镀层,将锌粉和钛粉按照质量比15:11混合,采用机械镀的方式在钢铁件表面制备Zn-Ti复合镀层.施镀时用氟化氢铵作为钛粉的活化剂;硫酸亚锡引导沉积并作为锌粉颗粒及钛粉颗粒间的连接填充材料;EDTA、乌洛托品和OP-10螯合沉积形成镀层.以金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)观察分析镀层的形貌及组织结构,划线划格检验镀层无翘起和脱落,利用电化学方法和中性盐雾试验检测镀层的电化学性能和腐蚀状况.结果 显示:机械镀Zn-Ti复合镀层覆盖完整,镀层表面粗糙.镀层与基体结合牢固,镀层中颗粒间结合良好.锌粉及钛粉成镶嵌堆叠状,金属锡主要在镀层和基体间、各颗粒之间起连接作用,复合镀层的自腐蚀电位Em为-1 096 mV,镀锌层自腐蚀电位为-1 240 mV.极化电阻复合镀层为7.07 Ω·cm2,镀锌层为5.11 Ω·cm2.盐雾试验720 h,复合镀层红锈面积约为镀锌层的15％.镀层内金属颗粒之间以机械结合,镀层与基体及金属颗粒之间能够明显观察到金属锡界限,镀层没有合金过渡存在,致密的镀层有利于耐腐蚀能力的提高.在盐雾试验中复合镀层相较镀锌层有更少的白锈和红锈,完整紧实的白锈能够减缓基体腐蚀.     

机械镀锌层在冲击条件下的失效行为

采用QCJ-120漆膜冲击试验器对不同厚度和稀土添加量的机械镀锌层在冲击载荷作用下的失效行为进行了分析研究。结果表明：机械镀锌层的失效表现为结合力型脱落。镀层越厚,镀层抗冲击能力越强。添加适量稀土元素虽能提高镀层韧性,但降低了镀层的抗冲击能力。     

汽车钢板纳米镀锌的研究

对电镀锌进行纳米改性研究，采用场发射电镜观察镀锌层结晶的形态，X衍射分析镀锌层晶粒的尺寸，结果表明出现纳米晶粒，同时对几种镀锌层进行阳极极化曲线的测量。结果表明，纳米镀锌层的抗腐蚀性能优于其他镀层。     

机械镀锌中强化时间对锌镀层性能的影响

为了掌握机械镀锌中强化时间对镀锌层的影响,分别设置了4种机械镀锌的强化时间(0,5,15,60 min),制备了4种镀层.采用体视显微镜、表面洛氏硬度计研究了强化时间对锌镀层平整度、硬度的影响,采用重量法和铁试剂法分析了强化时间对锌镀层致密度和孔隙率的影响,采用XRD技术研究了强化时间对锌镀层物相组成的影响,采用中性盐雾试验研究了强化时间对锌镀层耐腐蚀性的影响.结果表明:在机械镀锌中随着强化时间的增加,锌镀层的平整度、致密度有所提高,硬度有所增加;强化时间对锌镀层的孔隙率、物相组成和耐蚀性没有影响.     

机械镀锌层的结构分析

运用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析等研究了机械镀锌层的断口形貌和化学成分。结构分析表明，机械镀锌层不是扁平状锌粉的层层镶嵌叠加，而是尺寸大小不同的锌粉颗粒相互填充堆积；镀层中只有少部分锌粉颗粒发生塑性变形，并且变形取向也无明显的规律。化学成分分析表明，镀层中存在“先导金属”，“先导金属”存在于锌粉颗粒的间隙之中。     

高速硫酸盐镀锌工艺及镀层性能

在高碳钢丝的高速硫酸盐镀锌电镀槽液中,采用硫锌-75作添加剂,以提高电流密度上限、电流效率和镀层质量.SEM、X射线衍射的试验结果表明:镀层结晶细腻,晶面取向优化,镀层柔软,富有延展性.生产实践表明:镀锌钢丝在拉拔过程中的锌层损耗、模具损耗和生产成本降低,产品质量得到了提高.     

机械沉积无结晶锌镀层的致密性研究

采用机械沉积方法获得了无结晶锌镀层,运用SEM、EDS分析了镀层的结构形貌和化学成分,运用XRD方法分析了镀层的物相组成,通过称重法分析了镀层的相对密度,并检测了试样的孔隙率.研究结果表明:机械沉积无结晶锌镀层是由锌粉颗粒、空隙和夹杂构成的粉末致密体结构;镀层为Zn、Sn和M组成的复合镀层;镀层中存在明显空隙,镀层的相对密度可达82.48%.     

锌粉颗粒形状对机械镀锌层性能的影响

以球状锌粉和片状锌粉为原始锌粉制备了机械镀锌层,采用SEM观察了镀层的结构形貌;采用XRD分析了锌粉颗粒形状对镀层物相组成的影响;采用表阿洛氏硬度计分析了锌粉颗粒形状对镀层表面硬度的影响;采用中性盐雾实验和电化学极化方法分析了锌粉颗粒形状对镀层耐腐蚀性能的影响.研究结果表明:锌粉颗粒形状对镀层表面硬度的提高基本没有影响,片状锌粉制备镀层的表面硬度的均匀性要优于球状锌粉制备的镀层;锌粉颗粒形状对镀层的物相组成没有影响,两种锌粉制备的镀层中郁没有生成新的合金相;片状锌粉制备的镀层的耐腐蚀性能要稍微优于球状锌粉制备的镀层.     

机械镀锌层的X射线衍射分析

采用机械镀方法制备了锌镀层,运用X射线衍射技术分析了镀层的物相组成和锌粉颗粒的晶格参数。研究结果表明,机械镀锌层是由单质金属锌、锡和铁构成,镀层中没有辞、锡和铁之间的化合物或固溶体等合金相存在;由纳米亚晶构成的锌粉颗粒是镀层的主体,锌粉形成镀层后没有发生晶粒细化。     

脉冲参数对镀层微观结构及性能的影响

采用脉冲电镀法在紫铜和钢制试样上制备镀镍层。用ＳＥＭ和Ｘ衍射仪观察和研究了脉冲电镀镍层的表面形貌微观结构,测试了镀层硬度,测量了试样在７ｍｏｌ／Ｌ　ＨＮＯ３溶液中的耐蚀性。用滤纸法和挠度弯曲法测试了镀层的孔隙率和内应力。研究结果表明,脉冲电镀镍层与直流镀镍层相比,结晶细密,孔隙率低,内应力和硬度提高,这主要是存在［２００］晶面择优取向的结果。     

A reflection electron diffraction study on some metal oxide solar collector coatings: Part I

The capability of reflection electron diffraction (RED) in the structural analysis of thin films is shown with studies made on copper oxide, zinc oxide, black chrome and cobalt oxide solar-selective coatings. The growth of copper oxide layers could be observed as changing from an initial epitaxial growth to random orientation followed by growth of oxide needles. The resulting copper oxide coating was found to consist of a needle structure of cupric oxide formed on a smooth cuprous oxide layer. In the zinc oxide overgrowths, epitaxial growth could not be observed, and the coating consisted of relatively small zinc oxide crystallites throughout the film. No crystalline zinc inclusions could be found in this layer.Black chrome deposited onto nickel showed an increase in chromium oxide with distance from the substrate, although no change in the orientation of the microcrystalline chrome could be observed. The formation of black cobalt was also investigated using scanning electron microscopy (SEM) and reflection diffraction analysis. The plated cobalt overgrowths were found to change from an initially smooth nodular coating to a plate-like oxide layer with heat treatment time. This latter layer could be indexed to cobalt(II, III) oxide.The study conclusively shows that RED, combined with SEM and ion milling procedures, can indeed lead to structural characterization of thin films without the need for their removal from their substrates and the concominant introduction of artifacts.     

热处理温度对Ni-W-P化学镀层结构和性能的影响

为了改善Ni-W-P化学镀层的耐蚀性,提高镀层硬度,将其在不同温度下进行热处理,通过扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等技术研究了热处理温度对镀层结构、耐蚀性、硬度及表面形貌的影响.结果表明:热处理后,镀层具有较高的硬度,400℃时高达1 120 HV;镀态镀层为非晶态,随着热处理温度的升高,镀层经历了非晶态、混晶态、晶态过程,且热处理后镀层晶粒长大.     

等离子喷涂Cr_3C_2-NiCr及其表面化学镀Ni涂层的摩擦学特性

考察了等离子喷涂Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层及其表面化学镀Ｎｉ镀层通过不同配副组成摩擦副的摩擦学特性,并应用ＳＥＭ、ＸＲＤ和ＸＰＳ对磨痕进行了分析．结果发现：等离子喷涂Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层及其表面化学镀Ｎｉ镀层自配副组成摩擦副,均表现出较大的摩擦系数和磨损系数;但是,Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层表面化学镀Ｎｉ镀层与Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层配副组成摩擦副,在于摩擦条件下,能达到０．１２的摩擦系数和接近１０－６ｍｍ３（Ｎｍ）－１的磨损系数．上述结果是由于Ｃｒ３Ｃ２－ＮｉＣｒ涂层的磨损机理从强烈的层状颗粒剥落转变为沿气孔和微裂纹等处的颗粒断裂．     

Investigation on a Non-cyanide Plating Process of Ni-P Coating on Magnesium Alloy AZ91D

In this research we presented a non-cyanide plating process of Ni-P alloy coating on Mg alloy AZ91D. By applying a new process flow of electroless nickel plating in which zinc coating is used as transition of Ni-P coating on Mg alloy AZ91D, the process of copper transition coating plated in the cyanides bath can be replaced. A new bath composed of NiSO4 was established by orthogonal test. The results show that zinc transition coating can increase the adhesion and pH 4.0 and 95℃, respectively. The present process flow is composed of ultrasonic cleaning→alkaline cleaning→acid pickling→activation→double immersing zinc→electroplating zinc→electroless nickel plating→passivation treatment.The present non-cyanide process of electroless nickel plating is harmless to our surroundings and Ni-P coating on Mg alloy AZ91D produced by present process possesses good adhesion and corrosion resistance.     

机械镀锌-镍复合镀层分析

锌-镍复合镀层耐蚀性优良,采用电镀、电刷镀和热浸镀获取镍-镍镀层有着许多问题.为此,采用锌粉、可溶性镍盐制备了锌-镍复合机械镀层.采用X射线衍射(XRD)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)分析了镀层中镍的物相及含量;采用贴滤纸法检测了镀层的孔隙率;采用中性盐雾试验方法检测了镀层的耐腐蚀性能.结果表明,锌-镍复合机械镀层中存在Zn、Ni、Sn、Ni3Sn4、SnO,镍主要以单质形式存在;镀层的连通空隙率为零;镀层与基体间结合良好;镀层厚度相同时,锌-镍复合机械镀层的耐腐蚀性能优于纯锌机械镀层.