机械镀锌中先导金属锡的沉积与作用

目前,对机械镀的镀覆机理的研究未完整、统一,但众多学者倾向于先导金属的作用,进一步弄清其机理,可为获得性能良好的镀层打下基础.以机械镀锌为例,研究了加入浓度为0.01,0.10,1.00mol/L的SnCl2,溶液后先导金属Sn在锌粉沉积中的规律及其作用.提出了先导金属Sn在锌粉上沉积的电化学模型.结果表明:其2种沉积方式为:(1)先导金属Sn在锌粉颗粒之间沉积,并将锌粉连接在一起;(2)在堆积锌粉与溶液的界面上形成Sn枝晶,像"搭扣"一样将锌粉颗粒连接到一起.指出为了获得成分均匀、结构致密的机械镀锌层,应当强化先导金属Sn的第一种沉积方式,抑制第二种沉积方式.随着加入SnCl2溶液浓度的提高和加入量的提高,在堆积锌粉的表面形成Sn枝晶的过程加强.     

电炉锌粉机械镀锌

提出了一种采用电炉锌粉作为主要原料的机械镀锌工艺,对镀锌层质量进行分析。该工艺具有稳定性好,所需原料来源广泛,价格低廉,设奋投资少的特点,锌层组织致密,成膜性好,厚度易控制,其质量及耐腐蚀性能达热镀锌产品的相应国家标准和美国的ASTM B695—82的质量标准规范,生产成本比热镀锌降低40～50％。     

机械镀锌液中锌粉特性的分析

通过SEM、TEM等试验研究，分析了机械镀锌用锌粉的形貌、粒度及其在镀液环境中的团聚状态。结果表明，机械镀锌所用的锌粉是粒径以2～4μm为主的混粉，锌粉在镀液环境中多种因素的作用下分散成细小的锌粉藻团。     

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。     

机械镀锌成膜机理探讨

分析了目前对机械镀锌原理认识的合理性,提出了机械镀锌的成膜机理是在腐蚀微电池的作用下,镀液中的金属离子在阴极区电沉积,溶液中的金属粉末在阳极区发生溶解,电沉积的金属成膜助剂使金属粉末在基材上沉积.冲击作用在于搅拌溶液以减少浓差极化,使凝聚粉团变形利于成膜,破碎枝晶,方便堆砌.机械镀的成膜是化学电池产生的金属粉末的部分阳极自溶解和镀覆金属阴极电沉积的结果,从而将金属粉末和基体结合在一起.     

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。     

新型机械镀锌工艺

对传统的机械镀锌工艺作了改进，省略了原工艺中的闪镀铜步骤，用一种复盐取代活化剂中的锡盐，降低了镀覆成本，获得了不同于原镀层的纯锌镀层，在一定程度上改善了镀层性能。     

机械镀锌废水的综合治理

对机械镀锌生产中排出含有大量锡、锌、铜、铁、镍等重金属离子污染物的酸性废水，先用石灰水进行中和，然后采用离子交换法进行处理，出水即达到排放标准，并可将其回用作漂洗水，形成闭路循环，实现无害化处理的目的。     

射钉的机械镀锌

采用机械镀锌作为射钉的表面处理工艺,避免了其电镀锌后的氢脆现象,使弯曲性能大幅度提高,保证了质量。此外可以提高生产率,降低生产成本,改善生产环境。     

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%.     

纳米TiO_2-Ni基镀层的电刷镀沉积行为研究

为了使纳米颗粒均匀地悬浮在镀液中从而获得纳米颗粒均匀分布的复合镀层,研究了不同表面活性剂对纳米TiO2在镀液中的分散行为的影响,采用电刷镀方法制备纳米TiO2-Ni基复合镀层,并运用SEM、EDS和XRD研究了纳米TiO2-Ni基镀层的表面形貌和成分特点。结果表明,阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAB)对纳米TiO2颗粒的分散效果最好,沉降时间超过40min;CTAB分散的纳米TiO2-Ni基镀层显微硬度比不加表面活性剂的提高50%左右,镀层结合性较好,孔隙率显著降低;CTAB分散的纳米TiO2-Ni基镀层均匀细致、晶粒细小,纳米TiO2被生长着的镍晶粒夹持嵌埋,分布于镍基间隙中,镀层由纳米TiO2颗粒和镍基组成。纳米粉末与镍共沉积符合迁移、吸附、嵌埋的过程。     

渗透压对化学镀自催化共沉积钯银的影响

采用渗透压-化学镀联合法共沉积钯银制备陶瓷负载型钯-银无机复合膜.研究了渗透压对化学镀共沉积钯银的沉积速度、镀层组成和膜表面结构性能的影响.结果表明,化学镀中引入渗透压,可提高钯-银的共沉积速度、改善膜的致密程度和结合程度,但对镀层的组成无明显影响.用扫描电镜、ICP原子发射光谱和称重法对膜结构进行表征.制备的钯-银顶膜厚约8μm,银的摩尔分数为23.6%,在350℃和0.3MPa下,膜的氢渗透通量为8.4×10-3m3/(m2·s),H2/N2分离因子4000.     

机械镀Zn-Sn合金镀层锡还原沉积法工艺研究

为丰富和发展机械镀合金化镀层沉积方法及制备工艺,在机械镀Zn-Sn合金镀层工艺过程中,采用还原沉积活化剂替代金属锡粉,在复合的活化液作用下,锌粉以吸附沉积为主,锡的添加以还原沉积为主的镀层形成环境,可以在钢铁制品表面上形成机械镀Zn-25%Sn合金镀层.镀层性能测试结果表明:由于不使用金属锡粉作为原料,镀层中无粗大锡粉颗粒;在同样的运动和冲击条件下,还原沉积工艺方法使得机械镀Zn-25%Sn合金镀层的形成过程向着致密化和平整化的方向改变,得到的镀层平整、光亮、均匀性好,同时也有利于提高有色金属的使用率,降低生产成本.     

分子沉积膜的力学特性研究

在金衬底上制备了分子沉积膜。用原子力显微镜研究了它的摩擦力,结果表明沉积膜能明显地减小摩擦力。用纳米压痕仪研究它的纳米力学特性,结果表明在金表面沉积一层膜后,弹性模量、硬度和载荷都减小,说明分子沉积膜能改善金衬底的纳米力学特性。     

锌粉特性对机械镀锌层性能的影响

通过OLYMPUS-GX51型光学显微镜进行机械镀层金相组织检测和厚度测量、划线和划格试验及按GB/T 3091-2001 要求的硫酸铜溶液腐蚀试验,研究了锌粉粒度及形状对机械镀锌层性能的影响.试验表明:在相同机械镀锌工艺规范下,320目颗粒状锌粉镀层颗粒粗大且不均匀,厚度范围33～55 mm,500目颗粒状锌粉镀层不及500目片状锌粉镀层致密,厚度范围45～58 mm,500目片状锌粉镀层最致密颗粒分布也最均匀,厚度范围33～41 mm; 320目颗粒状锌粉、500目颗粒状锌粉、500目片状锌粉机械镀锌层与钢铁基体之间附着强度均达到有关国家标准;均匀性均达到GB/T 3091-2001要求;锌粉粒度越小对应其镀层耐蚀性及均匀性也越好;在相同粒度尺寸下(500目锌粉),片状锌粉比粒状锌粉的镀层具有更好的耐腐性.     

机械镀Zn-Al合金镀层的耐腐蚀性能研究

为了增强机械镀镀层的耐腐蚀性能,采用机械镀方法,以含铝5%(质量分数)的Zn-Al合金粉为原料,在Q235钢材基体表面制备了Zn-Al合金镀层。利用扫描电镜(SEM)表征了合金镀层的截面和断面形貌;采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)分析了合金镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学行为;通过中性盐雾腐蚀实验分析了合金镀层的耐蚀性,并采用XRD分析了镀层的盐雾腐蚀产物。结果表明,Zn-Al合金镀层由葫芦状的Zn-Al合金颗粒交错互嵌堆积而成,镀层颗粒之间以类似隼接的连接方式搭接“卡锁”;与机械镀Zn层相比,Zn-Al合金镀层的腐蚀电位正移了209 mV,腐蚀电流密度仅为纯Zn镀层的7.1%左右,极化电阻为纯Zn镀层的14倍;Zn-Al合金镀层的容抗弧半径明显大于纯Zn镀层的弧半径,且Q_dl较纯锌层减小;纯Zn镀层出现白锈和红锈的时间分别为24和362 h,而Zn-Al合金镀层出现白锈和红锈的时间为48和504 h。Zn-Al合金镀层的耐中性盐雾腐蚀性能明显优于纯Zn镀层,合金镀层对电荷转移具有更好的抑制作用,且Zn-Al合金镀层的腐蚀产物结构致密,可增强物理屏蔽功能。     

电镀锌稀土转化膜在5%NaCl溶液中耐蚀性能及耐蚀机理的研究

通过SEM,XPS,XRD分析稀土转化膜形貌、结构及物相,由浸泡实验、中性盐雾实验、电化学测量电化学参数,对比镀锌层、稀土转化膜及低铬酸盐转化膜样品的耐蚀性能,并计算稀土转化膜在5%NaCl溶液中的腐蚀动力学参数。结果表明:稀土转化膜是由微小颗粒堆积而成的完整、细密的锌和铈氧化物及氢氧化物的复合膜层,该膜层对基体镀锌层的覆盖性较好,阻碍了O2的传输和电子的传递,对腐蚀的阴、阳极反应均有不同程度的抑制,降低腐蚀动力,有效地保护了基体不受腐蚀介质的侵蚀,可有效提高镀锌层的耐蚀性能,其耐蚀性能优于低铬酸盐转化膜。     

镁合金化学镀镍层孔隙率的影响因素

根据基体元素与相应的指示剂显色原理,采用贴试纸法,测定了镁合金化学镀层的孔隙率,研究了镀液参数对孔隙率的影响．结果表明,采用铬黑T作指示剂溶液测定镁合金化学镀层孔隙率的效果最佳,镁试剂I效果次之,茜素磺酸钠指示剂最差;络合剂、缓冲剂、氟化物和稳定剂等镀液参数对化学镀层孔隙率的影响趋势为：先减小,后增加．采用贴试纸法测定化学镀层孔隙率是可行的．