中温碱性镁合金化学镀镍研究

在中温碱性条件下对AZ91D镁合金进行直接化学镀镍,对镀层的表面结构和形貌、能谱成分进行了分析,采用极化曲线方法测试了镀层耐蚀性能。XRD衍射分析表明,镀层表面为Ni-P固溶体并呈现晶态;SEM及EDS能谱分析表明,镀层表面致密均匀,有少量因反应速率过快引起的气孔存在,镀层表面磷的浓度为3.28%,属于低磷镀层;动电位极化曲线测试表明镀层的腐蚀电位高于镁合金基体,对镁合金基体起到一定的保护作用。     

LaCl_3含量对Ni-P涂层耐腐蚀性能的影响

在不同浓度的LaCl_3镀液中,采用化学镀方法在镁合金基体表面制备Ni-P镀层。利用扫描电镜观察了Ni-P镀层的表面形貌,通过全腐蚀浸泡实验测出镀层的腐蚀速率,借助电化学测试了Ni-P镀层的腐蚀过电位及塔菲尔(Tafel)极化曲线。结果表明:Ni-P镀层表面形貌为胞状组织。随着镀液中LaCl_3含量的增加,Ni-P镀层的耐蚀性提高,当LaCl_3添加量为0.30 g/L时,Ni-P镀层的腐蚀速率最低,过腐蚀电位最正,容抗弧半径最大,耐蚀性最好;当LaCl_3添加量为0.35 g/L时,反而会降低Ni-P镀层的耐蚀性。     

柠檬酸铵浓度对脉冲电镀Ni-Cr-Mo合金镀层的影响

目的揭示柠檬酸铵浓度对脉冲电镀Ni-Cr-Mo合金镀层元素含量、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响规律。方法采用脉冲电镀法在Q235钢表面制备Ni-Cr-Mo合金镀层,利用辉光放电光谱仪、扫描电镜、Tafel曲线和电化学阻抗谱考察柠檬酸铵浓度对镀层元素含量、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果随柠檬酸铵浓度的增大,镀层镍含量减小,铬、钼含量增大,镀层沉积速率减小,镀层表面颗粒的尺寸减小,镀层在3.5%Na Cl溶液中的耐蚀性先增强后减弱。结论柠檬酸铵质量浓度为196 g/L时,镀层具有最大的自腐蚀电位(-0.537 V)、最小的腐蚀电流密度(0.313μA/cm~2)和最大的电荷转移电阻(2075?·cm~2),耐蚀性最好。     

沉积时间对镀铝层AZ31镁合金耐蚀性的影响

目的 提高镁合金的耐腐蚀性能。方法 利用恒电流沉积的方法在AZ31镁合金表面制得铝镀层,利用光学显微镜及扫描电子显微镜等检测手段观察镀层的微观形貌、腐蚀形貌等,并用开路电位、动电位扫描等电化学方法,检测沉积时间对镀铝后镁合金抗腐蚀性能的影响。结果 通过恒电流电沉积的方法,成功在AZ31镁合金表面制得了铝层。经过电化学腐蚀测试,未镀铝的AZ31镁合金的腐蚀电位较负,约为–1.68 V,且腐蚀电流最大。当沉积时间为1 h时,获得薄片状铝镀层,腐蚀电位正移,约为-1.34 V,镁合金的抗蚀性有了提高,但腐蚀电流只有轻微变小;当沉积时间为2 h时,薄片状铝生长为颗粒状,此时腐蚀电位约为–1.32 V,并且其腐蚀电流明显变小;随着沉积时间的延长,镀层继续生长且颗粒状铝开始向合适生长位置扩散,当沉积时间为3 h时,在镁合金表面产生片层状铝扩散区,且其腐蚀电位最正,约为–1.30 V,且此时腐蚀电流达到最小。结论 通过恒电流电沉积的方法,可以成功在AZ31镁合金表面制得铝层,且表面镀铝层可以有效提高镁合金的耐蚀性。其中沉积时间为1 h,镁合金的抗腐蚀性有轻微改善;沉积时间为2 h时,镁合金的耐蚀性进一步提高;而沉积时间为3 h时,铝镀层对镁合金的保护效果最好,腐蚀破坏最弱,镁合金的耐蚀性有明显的提高。     

GW93镁合金磁控溅射类石墨镀层的耐蚀性

通过对铸造GW93镁合金表面非平衡磁控溅射沉积的类石墨镀层的交流阻抗谱和塔菲尔曲线的电化学研究,定量分析了类石墨镀层的耐蚀性,并用失重法对电化学测试结果进行了进一步验证.利用扫描电镜(SEM)研究了类石墨镀层表面微观结构对其耐蚀性的影响.结果表明,非平衡磁控溅射类石墨镀层由Cr层,过渡层和C层组成,薄膜生长方式为岛状生长.类石墨镀层在本底真空度为8.8×10-3 Pa时,可将GW93镁合金的电化学阻抗提高到5.0×1019Ω,自腐蚀电位提高到-0.940 V,从而改善镁合金的耐蚀性.本底真空度是影响GW93镁合金磁控溅射镀类石墨镀层耐蚀性一个重要因素,真空度越大,其耐蚀性越好.     

AZ31B镁合金表面电镀铝锰合金的耐蚀性

在镁合金AZ31B表面通过预镀锌处理后采用无机熔盐电沉积铝锰合金。使用SEM、EDX和XRD分析镀层的表面形貌、成分和组织,采用动电位极化曲线及表面显微硬度测量考察了镀层对镁合金耐蚀耐磨性的影响。结果表明,熔盐成分、电流密度和熔体温度等典型工艺参数对铝锰合金镀层的形貌、成分和组织都具有重要的影响,进而影响了镀层的耐蚀性。镁合金电镀铝锰合金后,腐蚀电位有很大的提高, 而腐蚀电流密度大幅度的下降;同时铝锰合金镀层表现出很高的硬度,显著的提高了镁合金的耐蚀耐磨性。     

化学镀Ni-P合金镀层在海水中的耐蚀性

在Cu-Ni合金表面化学镀Ni-P合金,研究了镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学性能,通过失重法测试了Ni-P合金镀层、Cu-Ni合金在静态和动态海水中的腐蚀速率,利用表面分析技术研究了Ni-P合金镀层的组织结构与成份XRD分析结果表明Ni-P镀层是典型的非晶态合金,随着镀层P含量的增加,衍射峰越来越宽化,其非晶化的程度增高.动电位极化试验表明Ni-P镀层的耐蚀性主要受镀层中的P含量的影响,随P含量的增加,镀层的自腐蚀电位正移,腐蚀电流减小;失重试验表明Ni-P合金镀层在静态海水和流动海水中的腐蚀速率大大低于Cu-N合金     

尿素含量对脉冲电镀Ni-Cr-Mo合金镀层的影响

采用脉冲电镀法在Q235钢表面制备了Ni-Cr-Mo合金镀层。利用辉光放电光谱仪、扫描电镜、Tafel曲线和电化学阻抗谱考察了尿素含量对镀层元素含量、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明,随尿素含量的增大,镀层镍含量先增大后缓慢减小,铬含量先增大后减小、钼含量先减小后增大;镀层沉积速率先增大后减小;镀层表面颗粒尺寸减小;镀层在3.5%NaCl溶液中耐蚀性先增强后减弱。尿素含量为60 g·L~(-1)时制备的镀层具有最大的自腐蚀电位(-0.535 V)、最小的腐蚀电流密度(0.123μA·cm~(-2))和最大的电荷转移电阻(2 550Ω·cm~2),耐蚀性最好。     

施镀时间对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层的影响

采用脉冲电镀法在Q235钢表面制备Zn-Ni-Mn合金镀层。利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、塔菲尔(Tafel)曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了施镀时间对合金镀层元素含量、沉积速率、表面形貌及耐蚀性的影响。结果表明:随施镀时间的延长,镀层中锌、镍含量降低,锰含量升高;镀层沉积速率增大;镀层耐蚀性先增强后减弱。施镀时间20 min所得镀层均匀致密,耐蚀性最佳。在最佳施镀时间20 min下所制备的Zn-Ni-Mn合金镀层与Zn-Ni合金镀层相比,其自腐蚀电位更正,自腐蚀电流密度更低,具有更加优异的耐蚀性。     

镀液中SiC含量对化学镀Ni-P-SiC复合镀层结构和性能的影响

利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和腐蚀电化学测试研究了镀液中SiC含量对化学镀Ni-P-SiC复合镀层结构和耐蚀性能的影响。结果表明,随着镀液中SiC含量的增加,镀层沉积速率和镀层中SiC共沉积量呈现先增加后降低的趋势,镀层中P含量和沉积胞状颗粒尺寸逐渐降低。电化学测试结果表明,镀层中SiC共沉积量的变化不影响镀层腐蚀反应机理,但是镀层耐蚀性随SiC共沉积量的增加而降低。结构分析显示,NiP-SiC镀层致密性良好,基本完全覆盖了镁合金基体。     

A novel dual nickel coating on AZ91D magnesium alloy

Magnesium alloys covered with metal coating display excellent corrosion resistance,wear resistance,conductivity and electromagnetic shielding properties.The electroless plating Ni-P as bottom layer following the electroplating nickel as surface layer on AZ91D magnesium alloy was investigated.The coating surface morphology was observed with SEM and the structure was analyzed with XRD.Electrochemical tests and salt spray tests were carried out to study the corrosion resistance.The experimental results indi...     

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。     

AZ91D镁合金化学复合镀Ni-P-ZrO2的工艺与性能

对镁合金传统化学镀工艺进行了改进,避免了使用氢氟酸和六价铬等有毒物质。采用化学镀与化学复合镀相结合方法,在AZ91D镁合金上获得了Ni-P-ZrO2纳米化学复合镀层,并研究了新工艺化学镀前处理和镍沉积机理及复合镀层的结构和性能。结果表明:新工艺方法获得的Ni-P镀层更均匀、致密,耐蚀性优于传统工艺化学镀层;Ni-P-ZrO2复合镀层与AZ91D合金基体在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线对比表明,该复合镀层对镁合金可以起到明显的保护作用;从磨损实验结果可见,Ni-P镀层的磨损质量损失率几乎为Ni-P-ZrO2镀层的3倍,说明ZrO2纳米粉的加入能改善镀层的耐磨性。     

Corrosion and wear properties of electroless Ni-P plating layer on AZ91D magnesium alloy

A direct electroless Ni-P plating treatment was applied to AZ91D magnesium alloy for improving its corrosion resistance and wear resistance. Corrosion resistance of the Ni-P coatings was evaluated by potentiodynamic polarization and immersing experiments in 3.5% NaCl solution. The wear resistance of the coatings was investigated by the wear track and the mass change after ball-on-disk experiment. The results show that corrosion resistance and wear resistance of the AZ91D alloy are greatly improved after direct electroless Ni-P plating. No discoloration is noticed until 4 d of immersion in 3.5% NaC1 solution. Potentiodynamic polarization experiments show that the free corrosion potential of magnesium alloy is shifted from -1 500 mV to -250 mV and passivation occurs at 1 350 mV after direct electroless plating. The friction coefficients and wear rates of Ni-P coating and Ni-P coating after tempering are 0.10-0.351, 9.038×10^-3 mm^3/m and 0.13-0.177, 3.056×10^-4 mm^3/m, respectively, at a load of 1.5 N with dry sliding. Although minor hurt on corrosion resistance was caused, significant improvement of wear resistance was obtained after tempering treatment of the coating.     

AZ91D 镁合金表面 Ni-P / Ni-Sn-P 双镀层的制备与性能研究

目的提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能,扩大其应用范围。方法先在AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P镀层,再化学镀Ni-Sn-P镀层,形成Ni-P/Ni-Sn-P双镀层。研究Ni-P/Ni-Sn-P双镀层的表面形貌和耐腐蚀性能,并与Ni-P单镀层进行对比。结果 Ni-P/Ni-Sn-P双镀层表面分布更均匀平整,缺陷较少,孔隙率较低,具有无定形结构。二次Ni-Sn-P镀层的腐蚀电位约为-0.77 V,略低于一次化学镀Ni-P层(约-0.68 V),两镀层间的电位差使得其构成了微腐蚀电偶,Ni-P层作为阴极,Ni-Sn-P层作为阳极,阳极优先被腐蚀。结论 Ni-P/Ni-Sn-P双镀层的Ni-Sn-P外层能为Ni-P内层提供阴极保护,较好地横向分散腐蚀电流,从而增强AZ91D镁合金基底的耐腐蚀性能。     

AZ91D镁合金的化学镀镍

使用硫酸镍作为化学镀镍磷镀液的主盐,直接在AZ91D镁合金基体上化学镀镍.使用扫描电镜和X射线衍射技术分析镀层的表面形貌和组织.化学镀镍磷镀层是致密的,无明显缺陷,其磷含量约为372 mass%.化学镀镍磷镀层的显微硬度值约为660 VHN,化学镀镍的沉积速度为23 μm/h.前处理过程中的酸洗步骤使镁合金基体产生粗糙的表面,从而使镀层和基体之间起到了互锁的作用,增加了镀层的结合力.     

Electroless Ni-P layer with a chromium-free pretreatment on AZ91D magnesium alloy

A phosphate-manganese conversion film was proposed as the pretreatment layer between Ni-P coating and AZ91D magnesium alloy substrate, to replace the traditional chromium oxide plus HF pretreatment. The subsequent Ni-P deposited on the layer was also characterized by its structure, morphology, microhardness and corrosion-resistance. The pretreatment layer on the substrate not only reduces the corrosion of magnesium during Ni-P plating process, but also reduces the potential difference between the matrix and the second phase. Thus, a Ni-P coating with fine and dense structure was obtained on the AZ91D magnesium alloy, which shows better corrosion resistance than the Ni-P with chromium oxide plus HF as pretreatment.     

环保型 AZ91D 镁合金直接化学镀镍工艺研究

目的开发一种无铬、低氟、稳定的镁合金直接化学镀镍工艺。方法通过SEM,EDX及浸泡实验、动电位极化曲线、划格试验等方法 ,以稳定系数和镀速等参数为对象,对比新工艺和传统工艺对镀层或镀液性能的影响。结果在以硫酸镍为主盐的基础液中,添加质量浓度为0.5 mg/L的硫脲,镀液的稳定性可得到明显的提高。在使用硝酸+磷酸酸洗后的镁合金试样表面,获得了良好的腐蚀形貌结构,这种结构有利于增强镀层与基底间的机械咬合作用。新工艺获得的镀层属高P镀层(P的质量分数约为11%),在Na Cl溶液中的自腐蚀电位由-1.5 V正移至-0.5 V,腐蚀电流密度降低了约3个数量级。结论以硫酸镍主盐镀液获得的镀层耐蚀性优于碱式碳酸镍主盐镀液获得的镀层,镀液的最佳p H=5,化学镀镍温度为82℃。     

镁合金表面化学镀 Ni-P 和 Ni-P-SiC 的对比

目的提高镁合金的耐磨性、耐蚀性,扩大其应用领域。方法采用"磷酸+钼酸铵酸洗→HF活化"的方法进行前处理,直接在AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P合金镀层和Ni-P-SiC复合镀层。对两种镀层的表面和截面形貌、成分、结构、硬度、耐蚀性及耐磨性进行了系统比较。结果在Ni-P合金镀层中引入SiC粉末后,镀层的胞状颗粒细化,硬度提高至643HV,但其腐蚀电流密度有所增大。结论与Ni-P合金镀层相比,Ni-P-SiC复合镀层的耐蚀性有所下降,但耐磨性能大大提高。     

锡酸盐转化前处理对镁合金化学镀镍镀层的影响

目的利用锡酸盐转化膜中间层避免化学镀镍镀层与金属基体的直接接触,降低其产生原电池腐蚀的趋势,提高镁合金化学镀镍层的耐蚀性及稳定性。方法采用锡酸盐化学转化膜技术在AZ31镁合金表面制备锡酸盐转化膜层,然后通过直接化学镀镍技术在该膜层上沉积Ni-P镀层。利用SEM、EDS、浸泡析氢、电化学测试等手段,研究了复合镀层的显微结构、相组成、耐蚀性。结果锡酸盐转化膜由细小均匀的球形颗粒堆积而成,颗粒之间存在空隙,为直接化学镀镍时镍磷的初始沉积提供了可能。化学转化膜表面沉积的化学镀镍层均匀致密,形成典型的胞状结构。基体-化学转化膜-化学镀Ni-P合金层三者之间的结合良好,保证了复合镀层优良的耐蚀性能。结论化学镀Ni-P层能够在不经过钯活化处理的条件下直接在锡酸盐转化膜上沉积,锡酸盐转化膜中间层避免了Ni-P阴极性镀层与阳极性镁基体的直接接触,降低了Ni-P镀层局部缺陷对整体防护效果的影响,提高了镀层的耐蚀性及耐久性。