纳米硫化铋-锌复合镀膜的制备及其抗菌性能研究

目的将锌镀层与具有光催化抗菌性能的纳米粒子复合,实现对锌镀层的改性,成功制备一种具有光催化抗菌性能的功能性复合镀层。方法通过向弱酸性硫酸盐锌镀液中加入梯度浓度具有可见光催化杀菌性能的硫化铋纳米粒子,在20#碳钢表面利用恒电流法一步成功制备了系列硫化铋-锌复合镀膜。利用电化学工作站监测了沉积过程中的沉积电位,分别记录沉积前和沉积后的样品质量并测量沉积面积,通过计算,确定了沉积过程的电流效率。通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线晶体衍射仪(XRD)及电子能谱仪(EDS)对镀层进行了形貌及成分分析,采用大肠杆菌作为代表性的细菌,检测了复合镀膜的抗菌性能。结果与纯锌镀膜相比,硫化铋的加入显著促进了(100)晶相的晶体生长,而抑制了(102)晶相的晶体生长,使镀膜形貌由标准六方晶系变为块状晶体;硫化铋的加入使沉积电位变得更正,且随硫化铋添加量的增加,变正增幅变大;硫化铋的加入使电沉积过程的电流效率与纯锌镀膜的电流效率相比增大了5%左右,但硫化铋的添加量对电流效率的影响不大;硫化铋-锌复合镀膜在可见光下对大肠杆菌具有良好的抗杀性能,且硫化铋的复合量越高,抗菌效果越好。结论通过笔者提出的电沉积方法,硫化铋可成功复合到了锌镀膜中,从而使硫化铋-锌复合镀膜获得了良好的抗菌性能,最终发现当镀液中硫化铋质量浓度为2 g/L时,硫化铋在锌镀层中的复合量最高,抗菌性能最好。     

电沉积电位对锌镍合金镀层耐蚀性的影响

采用电化学沉积方法在DH36船板钢表面制备了锌镍合金镀层。采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等研究了电化学沉积电位对锌镍合金镀层形貌、化学成分和晶体结构的影响。结果表明:随着沉积电位的升高,锌镍合金镀层由无法覆盖整个基底表面到均匀致密覆盖,再到较大微纳米颗粒层覆盖,证明沉积速率越来越大。由EDS和XRD分析可知,在较低电位下沉积,锌镍电沉积过程属于正常共沉积,而在较高电位沉积时,锌镍电沉积过程属于异常共沉积。电化学极化曲线测试表明,在电沉积电位为-1.2 V时所获得的锌镍合金镀层的耐腐蚀性最好。     

[Bmim]OTf-ZnCl2-PC体系超声电镀锌工艺及镀层耐蚀性能研究

目的研究超声功率对镀层表面形貌和镀层耐蚀性的影响。方法采用[Bmim]OTf-Zn Cl2-PC离子液体,利用超声电沉积方法,在铜电极表面沉积金属锌。利用电化学工作站考察阴极极化曲线以及镀层的耐蚀性能,测定镀层的电沉积速度。利用扫描电镜分析镀层的表面形貌,显微维氏硬度计测定镀层的硬度,考查超声波功率对镀层性能的影响。结果加入超声波后,金属的还原电位发生正移,镀层的沉积速度从无超声波作用时的4.652 g/(m~2·min)下降到2.146 g/(m~2·min),镀层表面均匀、致密,结合力强,表面硬度从无超声波作用时的185HV增加至251HV。根据Tafel直线外推法得出镀层的腐蚀电位从-1.14 V增加到-0.62 V,腐蚀电流密度从8.8μA/cm~2降低到2.3μA/cm~2,镀层的耐蚀性能变好。结论增加超声波功率明显提高镀层的表面质量,粗糙度逐渐变好,镀层耐蚀性有明显增加的趋势。综合考虑超声电沉积锌镀层的最佳超声功率为120 k W·h。     

电沉积方式对Ni-CeO_2纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响

采用直流电沉积、脉冲电沉积和超声辅助脉冲电沉积制备Ni-CeO2纳米复合镀层,研究电沉积方式对纳米复合镀层表面形貌、显微硬度和摩擦磨损性能的影响,并用扫描电子显微镜分析其磨损机理。结果表明:电沉积方式对Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒尺寸和性能有较大影响;当超声波引入脉冲电沉积过程时,超声波的强力搅拌作用和超声空化效应能促进CeO2纳米颗粒在镀层中均匀分布,进一步减小镀层的晶粒尺寸,明显提高镀层的显微硬度,从而改善镀层的摩擦磨损性能;Ni-CeO2纳米复合镀层的摩擦磨损性能均优于纯Ni镀层的;而超声辅助脉冲电沉积制备的Ni-CeO2纳米复合镀层的晶粒更加细小、显微硬度最高,其摩擦因数最低,耐磨损性能最佳。     

DCOIT复合Zn-Ni合金抗菌镀层的制备及其耐SRB腐蚀性能研究

目的 提高Zn-Ni合金镀层的耐微生物腐蚀性能。方法 在硫酸盐电镀液中添加梯度浓度的4,5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮（DCOIT）,利用恒电流沉积方法,在碳钢表面阴极电沉积获得DCOIT复合Zn-Ni合金镀层。通过电沉积电位监测与电流效率计算评价DCOIT对电沉积过程的影响,利用扫描电子显微镜、电子能谱、X射线晶体衍射等研究DCOIT对Zn-Ni复合镀层形貌、结构与Ni含量的影响,使用傅里叶红外吸收光谱和荧光显微观察法验证DCOIT的成功复合及复合镀层的抗菌性能,最后将DCOIT复合Zn-Ni合金镀层暴露于硫酸盐还原菌（SRB）中,监测菌液的pH与菌体浓度,同时计算镀层的腐蚀速率,并观察镀层的腐蚀形貌,评价复合镀层的耐SRB腐蚀性能。结果 DCOIT在电沉积过程中会吸附在沉积表面,造成沉积电位负移,并略微降低了电流效率。DCOIT的添加显著改变了复合镀层的形貌、结构与Ni含量,其Ni含量与DCOIT的添加量呈线性增长关系,导致其晶体结构转变。DCOIT以有效形式存在于复合Zn-Ni合金镀层中,并显示出抗菌性能,DCOIT添加量为2 mmol/L时,镀层中的复合量最高,抗菌性能最好。最后,DCOIT复合Zn-Ni合金镀层能有效抑制环境中SRB的生长与代谢,自身腐蚀速率减慢,耐蚀性能明显增强。结论 DCOIT能够以有效形式复合于Zn-Ni合金镀层内部,并有效提高了镀层的抗菌性能,使其获得增强的耐SRB腐蚀性能。     

一种碱性电镀锌镍合金镀层的抗腐蚀性能研究

在一种锌镍合金碱性电镀体系中,以四乙烯五胺(TEPA)和三乙烯四胺(TETA)混合物作为镍离子络合剂的碱性电镀锌镍合金体系,在低碳钢基材上电沉积制备锌镍合金镀层.利用电化学工作站测试了镀层在3.5％NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱,考察不同电沉积条件参数(电流密度、镍含量、搅拌等)对锌镍合金镀层的腐蚀电化学行为的影响.结果表明,在3.5％NaCl溶液中的模拟海水溶液中,通过极化曲线测得腐蚀电位和腐蚀电流可知镀液含镍含量一定范围内(Ni2+/Ni2++Zn+=15 mol％～20 mol％,得到的镀层对基体有很好的防护作用;随着电流密度的增大镀层的腐蚀电位变负;腐蚀介质的酸碱性越强对镀层的腐蚀越大.     

电流密度对电镀锌铁合金的影响

通过电流密度的变化研究了电镀锌铁合金中镀层铁含量和电流效率的变化规律;并对锌铁合金的沉积机理进行了探讨。实验结果表明:本文所选用的电镀工艺能够在黄铜基体上沉积铁含量在0.3wt%以下的锌铁合金。并结合电流效率找到了锌铁合金沉积的最佳电流密度范围。     

镀液中纳米颗粒浓度对n-Al2O3/Ni复合电沉积的影响

利用电沉积方法制备了n-Al2O3/Ni复合镀层.研究了镀液中添加不同纳米颗粒浓度对复合镀层沉积速率、电流效率、镀层中纳米颗粒共析量、表面形貌及腐蚀电位的影响.研究表明,随着镀液中纳米颗粒浓度提高,镀层中的纳米颗粒共析量也随之提高,在20 g/L时趋于稳定;沉积速度和电流效率先增后降,在30 g/L时达到最大;纳米颗粒的加入改变并细化了镀层的表面形貌;当纳米颗粒浓度20 g/L和30 g/L时镀层表现出较好的耐腐蚀性能.     

电沉积方式对 Ni-ZrO2 纳米复合镀层耐腐蚀性能的影响

目的改善Ni-ZrO2纳米复合镀层的耐腐蚀性能。方法分别采用普通电沉积、旋转阴极电沉积、超声电沉积和超声-旋转阴极电沉积四种方式制备Ni-ZrO2纳米复合镀层,分析镀层的ZrO2含量和微观形貌,研究镀层的耐腐蚀性能。结果普通电沉积镀层的ZrO2含量高,但晶粒粗大,组织不够致密,腐蚀速率高,腐蚀后的微观表面存在很多大的腐蚀坑洞。旋转阴极和超声辅助电沉积的镀层ZrO2含量较低,但晶粒有所细化,耐腐蚀性能提高。超声-旋转阴极电沉积的镀层ZrO2含量最低,但晶粒细化程度最高,组织致密度也最好,腐蚀速率低,表面腐蚀特征不明显。结论超声场和旋转阴极都会影响镀层的组织结构和ZrO2含量,超声波和旋转阴极协同作用下的效果最为显著,制备的纳米复合镀层耐腐蚀性能最好。     

镀液组成和脉冲电沉积条件对钴镀层特性和显微硬度的影响（英文）

采用脉冲电沉积技术从硫酸钴基电解液中制备纳米晶钴镀层,研究镀液组成和电沉积条件对电流效率以及镀层形貌、结构和硬度的影响,确定最佳沉积条件。研究发现,增大镀液中硫酸钴浓度和十二烷基硫酸钠(SDS)含量对镀层显微硬度的影响可忽略不计,而对电沉积电流效率的影响显著。在电沉积镀液中加入糖精,可使六方密堆结构(hcp)钴薄膜的晶粒尺寸减小,显微硬度提高,而对电流效率无显著影响。在含有SDS和糖精的镀液中获得的镀层表面更光滑,缺陷更少。结果表明,电流效率和显微硬度均随峰值电流密度和占空比的变化而变化,随着电流密度和占空比的增大,表面光滑的镀层变为针状,晶粒尺寸和择优取向也随之改变。     

无氰电镀液中超声电沉积耐腐蚀纳米晶铜镀层

通过超声辅助电沉积法,在无氰络合电镀液中以高阴极电流密度在钕铁硼磁体上电沉积获得纳米晶铜防护镀层,研究了不同超声波频率下的镀层形貌、晶粒尺寸、显微硬度和耐腐蚀性能。结果表明,随着超声波频率的增加,络合电镀液体系的铜电沉积有效阴极电流密度显著增加,相应的阴极电流效率也提高,从而获得致密的纳米晶铜镀层。在阴极电流密度为4.0 A·dm^-2和超声波频率为40 kHz的条件下,能够获得平均晶粒尺寸为18.8 nm的铜镀层。超声辅助电沉积法还能促进烧结钕铁硼基体盲孔内的铜沉积,从而改善基体与镀层之间的结合力。在同样的镀层厚度下,烧结钕铁硼表面所沉积镀层的耐腐蚀性随超声波频率的提高而优化。     

EDTA和NH_4Cl添加剂对氯化胆碱基离子液体中电沉积Zn-Ni薄膜的影响（英文）

在低共熔溶剂中添加乙二胺四乙酸(EDTA)和氯化铵2种添加剂电沉积制备Zn-Ni合金镀层。研究添加剂对合金电沉积行为、成分、形貌和腐蚀性能的影响。循环伏安测试表明,EDTA的加入可以促进Zn进入Zn-Ni镀层中,而氯化铵起抑制Zn还原的作用。随着EDTA含量的增加,镀层中的Zn含量增加,但镀层的晶粒尺寸和电流效率降低。氯化铵浓度的增大能够有效地降低镀层的晶粒尺寸和Zn的含量,提高阴极电流效率。腐蚀实验表明,从含有氯化铵的镀液中得到的Zn-Ni镀层比从含有EDTA的镀液中得到的镀层具有更高的耐腐蚀性能。此外,添加剂的加入提高了镀层的耐腐蚀性能。     

镀液中纳米颗粒浓度对n-Al2O3/Ni复合电沉积的影响

利用电沉积方法制备了n–Al₂O₃/Ni复合镀层。研究了镀液中添加不同纳米颗粒浓度对复合镀层沉积速率、电流效率、镀层中纳米颗粒共析量、表面形貌及腐蚀电位的影响。研究表明，随着镀液中纳米颗粒浓度提高，镀层中的纳米颗粒共析量也随之提高，在20 g/L时趋于稳定；沉积速度和电流效率先增后降，在30 g/L时达到最大；纳米颗粒的加入改变并细化了镀层的表面形貌；当纳米颗粒浓度20 g/L和30 g/L时镀层表现出较好的耐腐蚀性能。     

镁合金表面预处理对电沉积锌镀层界面形成与镀层生长的影响

采用SEM、EDXS、XPS及电化学测试方法对镁合金表面镀锌电沉积过程中的界面反应及镀层生长规律进行研究.结果表明,采用前处理方法后,镁合金表面膜的成分由Mg(OH)2/Mg(OH)HCO3转变为MgF2+Zn,有效地抑制了镁在电镀液中的腐蚀,促进了锌在电极表面的形核与生长,获得的锌镀层与基体结合力优良.采用计时电流法对锌镀层电结晶的研究发现:低过电位下电极表面经历了两次形核过程,镀层沉积物颗粒显得致密,而高过电位下电极表面只经历了一次形核过程,镀层沉积物颗粒变得松散.     

不同基材上装饰性镀铑的电化学行为及镀层性能

利用电化学工作站,探讨了不同基材上硫酸铑体系镀铑的开路电位和极化曲线,并讨论研究了不同基材上电沉积铑的电流效率.同时通过中性盐雾实验、镀层结合力测试,研究和比较了不同基材上铑镀层的性能.结果表明:不同的电镀基材在硫酸铑体系中对其阴极极化的影响不明显;以镍为基材镀铑时,具有开路电势低、电流效率低、白度高、结合力好等特点;以钯为基材时,具有开路电势高、耐蚀性强等特点;以银为基材时,具有电流效率高、结合力好等特点.     

超声波对电沉积Ni-Al_2O_3复合镀层耐磨性的影响

采用超声-电沉积方式制备Ni—Al2O3复合镀层。利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、硬度仪以及摩擦磨损实验仪对复合镀层的组织结构、宏观残余应力、表面形貌、微观硬度以及摩擦磨损性能等进行研究。实验结果表明：适当的超声波作用使复合镀层基质金属Ni的晶粒细化,复合镀层的硬度提高,但也相应地增加了镀层的宏观残余应力;超声波-电沉积复合镀层的表面致密平整,镀层中粒子团聚现象减少,粒子分布更加均匀;超声-电沉积复合镀层的耐磨性明显优于单独电沉积复合镀层。     

超声电沉积制备Ni-ZrO2纳米复合镀层及其结构和性能的研究

制备了纯Ni镀层和Ni-ZrO2纳米复合镀层,并在沉积过程中引入超声波制备了超声Ni-ZrO2纳米复合镀层,对比分析了3种镀层的微观结构及高温抗氧化性、显微硬度、耐磨性。结果表明,超声电沉积Ni-ZrO2纳米复合镀层晶粒尺寸细小,具有良好的高温抗氧化性能、高的显微硬度和优良的耐磨性,并进一步分析了纳米颗粒和超声波在提高镀层性能方面所起的作用。     

直流与脉冲电沉积Ni-Cr合金镀层的结构及耐蚀性

用直流电沉积(DC)、脉冲电沉积(PC)技术在低碳钢表面制备Ni-Cr合金镀层,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等方法,研究了电沉积方式对合金镀层晶粒结构和表面形貌的影响;用浸泡法和电化学极化法测试了合金镀层在3.5%(质量分数)Na Cl溶液中的耐蚀性。结果表明,电沉积方式对镀层结构和性能有较大影响:PC方式得到的合金镀层,其纳米晶尺寸更小(由45 nm减小为26 nm),镀层表面致密性更高;表现在性能上,与DC相比,PC合金镀层的显微硬度更大(由7000 MPa增加到8250 MPa),耐蚀性更好(自腐蚀电位由–0.624V正移到–0.477 V,腐蚀电流密度由1.911×10~(-4)A/cm~2减小到2.587×10~(-5) A/cm~2)。     

超声条件下脉冲电沉积Ni-CeO_2纳米复合镀层的高温抗氧化性

在脉冲电沉积过程中通过施加超声波制备Ni-CeO2纳米复合镀层,利用SEM、XRD等分析方法,研究Ni-CeO2纳米复合镀层的高温抗氧化性能。结果表明:共沉积的CeO2纳米颗粒使基质金属Ni的晶粒尺寸减小,而超声波的引入进一步促使晶粒细化;弥散分布在镀层中的CeO2纳米颗粒有效降低纳米复合镀层氧化质量的增量;纳米颗粒以及超声波的晶粒细化作用均显著提高纳米复合镀层的高温抗氧化性能;与无超声作用相比,超声条件下脉冲电沉积制备的Ni-CeO2纳米复合镀层晶粒细小、氧化质量的增量少;在CeO2添加量为40g/L时,所制备的纳米复合镀层的高温抗氧化性能最高。     

碱性电镀光亮锌镍合金研究

研究了镀液的组成与镀层中镍含量、镀层的相结构以及阴极电流效率的关系。提出了碱性电镀光亮锌镍合金的最佳镀液组成和工艺规范,并对茴香醛、四乙烯五胺和ZN—A5添加剂的吸附行为及其对锌镍电沉积过程的阻化作用进行了探讨。