电刷镀纳米晶镍铁合金镀层腐蚀特性的研究

采用可溶性阳极电刷镀的方法制备纳米晶Ni-Fe合金和纳米晶Ni镀层,用浸泡法和电化学极化法研究了纳米晶Ni、Ni-5.84%Fe和Ni-13.49%Fe镀层在3.5%NaCl和10%HCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:通过此法制备的Ni和Ni-Fe合金镀层具有典型的纳米晶结构;随着含Fe量的增加,镀层的晶粒尺寸减小,硬度增加;所制备的纳米晶Ni-13.49%Fe合金镀层组织结构均匀致密,晶界处没有明显的孔洞或缺陷,晶界及三叉晶界处的原子错配度小,过渡均匀,其在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性优于纳米晶Ni镀层,而在10%HCl溶液中的耐蚀性与纳米晶Ni镀层相当;纳米晶Ni和纳米晶Ni-Fe合金刷镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀形态均为点蚀,而在10%HCl溶液中的腐蚀形态则为均匀腐蚀.     

文摘辑要

高频脉冲复合电镀（Ni-Co）-SiC复合镀层的耐蚀性研究 用高频脉冲复合电镀方法制备了（Ni-Co）-SiC复合镀层。研究了脉冲频率对镀层硬度及耐蚀性的影响。结果表明：随着脉冲频率的增加,复合镀层表面更加致密、均匀,硬度提高。在3.5%NaCl溶液和15%H2SO4溶液中,（Ni—Co）-SiC复合镀层的自腐蚀电位均发生正移,腐蚀失重速率变慢。与Ni-Co合金镀层相比,复合镀层具有较高的硬度和耐蚀性。     

《材料保护》2010年第5期

目前,对纳米材料耐蚀性的研究结论不同,对其腐蚀机制的见解也不统一。通过脉冲电沉积方法制备纳米晶Ni沉积层。采用浸泡法和电化学方法研究了纳米晶Ni沉积层在3.5%NaCl(质量分数)和纳米晶镍电沉积层在NaCl和NaOH溶液中的耐腐蚀能     

脉冲电沉积WC-Co-Ni镀层的制备及性能研究

目的提高WC-Co-Ni纳米晶复合镀层的综合性能。方法利用脉冲电沉积法制备WC-Co-Ni纳米晶复合镀层,分析镀层的结构、表面形貌及元素成分,测试镀层的显微硬度。对WC-Co-Ni纳米晶复合镀层和304不锈钢进行5%(质量分数)H2SO4溶液浸泡实验,计算腐蚀速率,对比其耐蚀性。结果当脉冲参数为阴极电流密度5 A/dm2、脉冲占空比50%、脉冲频率2000 Hz时,施镀2 h制备的WC-Co-Ni复合镀层为纳米晶结构。镀层表面平整、光亮,无裂纹,由立方晶型的Ni、六方结构的WC和立方晶型的Co组成,WC-Co颗粒均匀弥散在纳米晶Ni镀层内,且m(Ni)∶m(W)∶m(C)∶m(Co)=6∶2∶1∶1。WCCo纳米颗粒起到了促进形核的作用,晶粒尺寸大多分布在20 nm左右。WC-Co纳米颗粒对镀层起到了弥散强化作用,使复合镀层的显微硬度达到600HV。在浸泡腐蚀实验中,随着温度从20℃升高至80℃,复合镀层的腐蚀速率增加缓慢,20℃下的腐蚀速率仅为0.4192 mm/a,80℃下的腐蚀速率也低于20mm/a。结论脉冲电沉积法制备的WC-Co-Ni纳米晶复合镀层硬度高于传统的不锈钢材料,耐蚀性也优于304不锈钢,综合性能较好。     

纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀特性

利用脉冲电沉积技术制备纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层。用EDS、XRD、TEM和SEM等手段分析纳米晶镀层的成分、微观组织结构和表面形貌。用电化学极化方法研究镀层中Co含量和退火温度对纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的晶体结构为单一面心立方结构,其晶粒尺寸随镀层Co含量的增加而减小。镀层的晶粒尺寸随退火温度的升高而增大,并呈现强的(111)织构。纳米晶镀层的腐蚀速率随Co含量的增加先下降而后上升。退火可明显降低纳米晶镀层的腐蚀速率。纳米晶与粗晶Co-Ni-Fe合金镀层经电化学腐蚀后呈现出完全不同的腐蚀形貌。     

纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀特性

利用脉冲电沉积技术制备纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层。用EDS、XRD、TEM和SEM等手段分析纳米晶镀层的成分、微观组织结构和表面形貌。用电化学极化方法研究镀层中Co含量和退火温度对纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层在3.5%（质量分数,下同）NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,纳米晶Co-Ni-Fe合金镀层的晶体结构为单一面心立方结构,其晶粒尺寸随镀层Co含量的增加而减小。镀层的晶粒尺寸随退火温度的升高而增大,并呈现强的（111）织构。纳米晶镀层的腐蚀速率随Co含量的增加先下降而后上升。退火可明显降低纳米晶镀层的腐蚀速率。纳米晶与粗晶Co-Ni-Fe合金镀层经电化学腐蚀后呈现出完全不同的腐蚀形貌。     

电沉积纳米晶Ni-Fe合金在碱性溶液中的腐蚀性能

通过脉冲电沉积的方法制备纳米晶Ni和Ni-Fe镀层,采用浸泡法和电化学的方法研究了镀层在10%NaOH溶液中的腐蚀行为.结果表明:在纳米Ni中加入适量的Fe可以提高其耐蚀性能.Ni-7.72?合金镀层的耐蚀性能高于纳米Ni,而Ni-12.65?合金镀层耐蚀性与纳米Ni的相当.在Ni-Fe合金镀层中,耐蚀性随着铁含量的增加而降低.在10%NaOH溶液中,所有镀层的Tafel曲线上均可观察到钝化区,表现了很好的耐蚀性.     

3.5%NaCl溶液中Ni-Co镀层失效过程的EIS研究

采用电化学阻抗谱(EIS)技术对电沉积Ni-Co镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀失效过程进行了研究,发现可采用4种等效电路对镀层的失效过程进行拟合:浸泡初期,镀层耐蚀性能良好,可以简单的等效为镀层电阻与镀层电容的并联;浸泡一段时间后,镀层/金属界面上发生腐蚀反应,引入了双电层电容和界面电荷转移电阻;浸泡后期,界面上的腐蚀产物产生积累,引入反映腐蚀产物信息的Warburg电阻元件;当腐蚀产物的积累影响到腐蚀介质的扩散时,引入了扩散电阻和扩散电容。通过对失效过程中镀层电阻和电容随时间的变化曲线进行分析,发现Ni-Co镀层在3.5%NaCl溶液中的失效过程可分为3个阶段:腐蚀介质的渗透阶段,界面金属的腐蚀阶段和镀层的失效阶段。     

热处理对Ni-P/纳米Al2O3复合镀层组织及耐腐蚀性能的影响

采用脉冲电沉积方法在Q235钢表面制备Ni-P/纳米Al2O3复合镀层,对复合镀层进行200～400℃的热处理.利用X射线衍射仪分析复合镀层的组织结构,用电化学极化曲线和扫描电镜(SEM)研究复合镀层在3.5%NaCl和10%H2SO4溶液中的腐蚀行为.结果表明,纳米Al2O3颗粒推迟热处理过程中复合镀层内Ni3P相的...     

高频脉冲电镀镍钴合金耐蚀性的研究

用电化学的方法研究了高频脉冲电镀Ni-Co复合镀层在NaCl溶液中的耐蚀性,结果表明:随着频率的增加,沉积速率提高,沉积层表面更加致密、均匀,在3.5%NaCl溶液中Ni-Co镀层的腐蚀失重明显减小,腐蚀失重速率变慢;高频和直流电铸Ni-Co复合镀层的阳极极化曲线形状相似,随频率增加,自腐蚀电位正移,自腐蚀电流降低.可见,高频率对沉积层的细化有重要影响,并使镀层的耐蚀性提高.     

模拟海洋环境中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护研究

目的提高AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。方法采用化学镀前处理在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的Ni-Co合金镀层。分别采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)分析合金镀层的表面形貌、微结构特点和化学成分。采用动电位极化(PC)和电化学阻抗谱(EIS),分析测试在模拟海洋环境(中性3.5%Na Cl溶液)中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。结果镁合金表面化学镀Ni-P镀层均匀覆盖,晶粒生长较致密,表面呈菜花状形貌,Ni-P镀层中P质量分数约为5.6%。Ni-Co合金镀层表面均匀且呈金字塔状形貌,形成了面心固溶体(FCC),镀层中Co质量分数约为31%。Ni-P镀层和Ni-Co合金镀层的厚度分别约为11μm和19μm。在模拟海洋(中性3.5%Na Cl溶液)环境中,镁合金裸基体、化学镀前处理Ni-P镀层、Ni-Co合金镀层的腐蚀电位分别为-1485、-372、-284 m V,其腐蚀电流密度分别是3.4×10-5、1.8×10-6、2.9×10~(-7) A/cm2,所拟合的电荷转移电阻分别为4.72×103、1.70×104、2.06×106?/cm2。结论化学镀前处理Ni-P镀层可为镁合金提供较好的腐蚀防护,Ni-Co合金镀层能够为镁合金提供更显著的腐蚀防护。     

钛基镍钴合金电极的制备及析氢性能

目的降低电极的析氢过电位,提高析氢性能,从而降低电解水制氢的成本,促进氢储能技术的发展。方法通过异相共沉积法,制备了镍钴合金电极。利用场发射扫描电镜(SEM)、电化学交流阻抗(EIS)对纯镍电极及镍钴合金电极进行表征,采用阴极极化曲线(LSV)探究了电沉积液中Ni/Co元素的比例、电沉积电位及电沉积时间对镍钴合金电极析氢性能的影响。结果 SEM结果揭示了纯镍电极及镍钴合金电极表面分别是粒径约为100 nm左右的镍颗粒和镍钴颗粒。EIS结果说明了镍钴合金电极的导电性能优于纯镍电极。此外,纯镍电极、镍钴合金电极的阴极极化曲线测试表明在电流密度为30 mA/cm~2时,镍钴合金电极的析氢过电位比纯镍电极降低55 mV,降低了近20%。结论通过异相共沉积法制备镍钴合金电极,制备方法简单、方便、快速,其析氢性能优于纯镍电极。镍钴合金电极的最优制备工艺条件为:NiSO_4·6H_2O 27 g/L,CoSO_4·7H_2O_3 g/L,H_3BO_3 10 g/L,Na_2SO_4 10 g/L,柠檬酸10 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L,pH值4.0,电沉积电位-1.3 V,电沉积时间10 s。     

Effects of saccharin and cobalt concentration in electrolytic solution on microhardness of nanocrystalline Ni-Co alloys

Cobalt content, surface morphology and microhardness of nanocrystalline Ni-Co deposits prepared by pulse plating technique at constant electrodeposition conditions with varied concentration of saccharin and cobalt sulfate in the electrolyte were investigated. It is found that appropriate amount of both additions could lead to finer structure and higher hardness of the deposit and further increase of the concentration could result in decline of the hardness, which is regarded as the result of inverse Hall-Petch relation. The maximum hardness of the Ni-Co alloy deposits is not higher than that of their pure Ni counterparts, indicating that the refinement hardening effect (Hall-Petch relation) is dominant in nanocrystalline Ni-Co alloy deposits. By adding Co ions to the electrolyte, the amount of organic refiner saccharin (responsible for introduction of sulfur and carbon impurities) needed to produce nanocrystalline deposits could be remarkably reduced.     

熔融Ni-Co合金表面张力的测量与分析

Ni-Co高温合金广泛用于生产燃气涡轮机叶片和热交换器等工作于高温和腐蚀环境的零部件,采用改良静滴法测定了1773～1873K温度范围内熔融Ni,Ni-(5～10)%Co合金在Al2O3基板上Ar 3%H2气氛下的表面张力.熔融Ni,Ni-(5～10)%Co合金的表面张力随着温度的升高而降低.在此基础上采用Butler模型推导了表面张力随温度与浓度的变化,计算了合金体系中元素的偏聚.结果表明,Co在合金表面的浓度低于在体相的浓度.     

纳米晶MmNi5在ZrCrNi 合金电极活化上的应用

在机械破碎ZrCrNi合金制备氢化物电极合金粉末时,通过向合金中添加2%(质量分数,%)的机械合金化法制备的纳米晶MmNi     

纳米晶MmNi5在ZrCrNi合金电极活化上的应用

在机械破碎ＺｒＣｒＮｉ合金制备氢化物电极合金粉末时,通过向合金中添加２％（质量分数,％）的机械合金化法制备的纳米晶ＭｍＮｉ５,制备了一种复合粉末。充放电实验结果表明,采用这种合金粉末制备的电极的活化性能比用没有添加ＭｍＮｉ５的合金粉末制备的电极的活化性能优异得多。合金粉末的结构与形貌分别采用ＸＲＤ,ＴＥＭ和ＳＥＭ等方法进行了分析。对这种复合粉末的活化机理进行了探讨。     

Studies of Structure and Electrocatalytic Hydrogen Evolution on Electrodeposited Nanocrystalline Ni-Mo Alloy Electrodes

Nanocrystalline Ni-Mo alloy deposits were obtained by electrodeposition. The structures of the alloy deposits were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The XRD shows that Ni-Mo alloy deposit with 15·2% molybdenum exhibits (111) preferred orientation, the lattice constant is larger than that of nickel metal. The XPS results on nanocrystalline Ni-Mo alloy deposits indicate that the nickel and molybdenum of the deposits exist in the metallic state, the binding energy of the alloyed elements increase to some extent. The nanocrystalline Ni-Mo alloy deposit electrode may offer better electrocatalytic activity than the polycrystalline nickel electrode. The electrochemical impedance spectra from the nanocrystalline Ni-Mo alloy electrode indicate that hydrogen evolution in 30% (m/m) KOH is in accordance with the Volmer-Heyrovsky mechanism.     

钴含量对电沉积纳米晶镍钴合金组织与力学性能的影响

采用脉冲电沉积技术制备钴含量在2.4%～59.3%范围内的镍钴合金.利用XRD与TEM技术对纳米晶镍钴合金的组织结构进行表征.结果表明:所有成分的纳米晶镍钴合金均为面心立方结构的单相固溶体,平均晶粒尺寸为11～24 nm,且平均晶粒尺寸随钴含量的增加而减小,镍钴合金镀态下TEM组织中观察到的晶粒尺寸与XRD测量结果一致;纳米晶镍钴合金抗拉强度为1 300～1 650 MPa,断裂伸长率为10.5%～14.5%,镍钴合金的抗拉强度与断裂伸长率均随钴含量的增加而提高;随着钴含量的不断增加,镍钴合金在单向拉伸过程中的应力诱发晶粒长大被逐渐抑制,提高加工硬化率,塑性失稳被延迟,从而提高塑性.     

脉冲电沉积纳米晶体镍腐蚀特性的研究

采用脉冲电沉积工艺制备纳米晶体镍和普通微晶镍，用浸泡法和电化学极化法研究了电解镍板、普通微晶镍和纳米晶体镍在3．5％NaCl溶液及10％HCl溶液中的腐蚀行为。结果表明，在NaCl溶液中，这3种晶体镍的耐蚀性能均较好，但纳米晶体镍中的晶界体积分数增加，最容易被腐蚀。在HCl溶液中，这3种镍仍具有较好的耐蚀性，但纳米晶体镍耐腐蚀能力最低。