电沉积制备纳米晶铁-镍-铬合金箔工艺及机理研究

以复合羧酸为配位剂,在含三价铬离子的水溶液中,电沉积制备Fe-Ni-Cr合金箔,研究铬盐浓度、电流密度和供电方式等对箔成分和成箔性能的影响,采用SEM、TEM、XRD和EDS对合金箔进行表征,对合金箔的力学、电和耐蚀性能进行研究,并研究合金箔沉积机理。结果表明,采用复合羧酸体系脉冲电沉积可制备出Cr的质量分数为5%~8%的高Cr光滑合金箔,其微观形貌为紧密堆砌的球状颗粒,晶粒尺寸10nm以内,主相为Cr与α-Fe或γ-Fe形成的固溶体。合金箔中Cr含量提高,箔的电阻率、硬度和耐蚀性也随之升高。Fe-Ni-Cr合金共沉积为电化学控制,由于Cr3+加入,合金沉积阻力加大,速度降低。     

脉冲电沉积纳米晶铁-镍-铬合金箔工艺与性能研究

采用脉冲电沉积方法从含三价铬镀液中制备出铁-镍-铬合金箔,通过正交试验优化工艺条件,探究了配位剂和温度对合金箔成分的影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)对合金箔进行表征,并对合金箔的电性能、力学性能和抗腐蚀性进行研究,采用电化学手段对合金电沉积机理进行初探。获得最优工艺为:CrCl3·6H2O50g·L-1,电流密度16A·dm-2,周期100ms,占空比0.3,温度60℃,pH1～1.5,沉积45min可获得厚度为20～30μm的合金箔,此合金箔成分质量分数为:(62～67)%Fe、(30～33)%Ni和(3～5)%Cr。电沉积Fe-Ni-Cr合金箔微观为紧密堆砌的球形,无微裂纹,晶粒尺寸在纳米范围内,主相结构为Cr与α-Fe或γ-Fe形成的固溶体,当Cr含量4%,基体主要为γ-Fe;最佳工艺条件下获得的合金箔电阻率为68.66×10-6A·cm,具有良好的电性能;显微硬度为5819MPa(HV);在3.5%NaCl中腐蚀电流密度仅为1.685×10-6A·cm-2,抗腐蚀性优良;配位剂的加入使得铁、镍、铬的合金沉积电位接近,合金沉积变为可能。