Q235钢表面镀铝层的制备及其形貌特征的研究

以1070工业纯铝为阳极,置于AlCl3-NaCl-KCl三元无机熔盐中,150℃下经电镀处理,在Q235钢表面获得了完整、均匀的镀铝层,并就电镀参数对铝层形貌的影响进行了研究。SEM分析表明,在一定电镀时间下,随着电流密度的增大,膜层颗粒由粗大的树干状晶粒转变为不规则块状晶粒;当电流密度进一步增大时,膜层颗粒逐渐形成细小的球状晶粒。晶粒尺寸随着电流密度的增大而逐渐减小。一定电流密度下,随着电镀时间的延长,晶粒尺寸呈逐渐增大的趋势。晶粒长大过程中,相邻的晶粒相互连接起来,其界限逐渐变得不清晰,形成了体积较大的不规则板块状结构。     

工艺参数对不锈钢基体AlCl3-[bmim]Cl离子液体镀铝层形貌及结构的影响

采用66.7%(摩尔分数)AlCl3与33.3%(摩尔分数)[bmim]Cl(1-丁基-3-甲基咪唑氯盐)混合后得到的AlCl3-[bmim]Cl离子液体为电解液,在304不锈钢基体上采用恒电流法进行电镀铝的研究.主要考察了添加剂、温度、电流密度对镀层形貌结构的影响.加入一定量的甲苯,控制阴极电流密度,在基体不锈钢片上获得银白色、平整致密的铝镀层.扫描电镜、X射线衍射对铝镀层形貌、结构的分析结果表明:(45±2)℃下,电流密度为20～25 mA/cm2时,能获得光亮、平整、致密的铝镀层;镀层铝晶粒随甲苯量增大而变细小;所得铝镀层都以(200)面构成为主,随电流密度、电镀时间的增加,(200)面峰增强,镀层为面心立方晶系.铝镀层厚度随电镀时间的增加呈抛物线趋势增大;电流密度为20～35 mA/cm2、电镀时间小于30 min时,镀层厚度与电流密度呈线性关系,电流效率达到95%以上.     

低温AlCl_3-NaCl-KCl三元无机熔盐体系电镀铝工艺

用AlCl_3-NaCl-KCl三元无机熔盐体系在Q235低碳钢基体上镀铝,运用涂层测厚仪、X射线衍射仪、金相显微镜、静态浸泡失重法等手段,对铝镀层的厚度、相结构、表面形貌和耐蚀性等进行了研究.结果表明:铝镀层厚度随电流密度的增加近似成线性增长,电镀前期随电镀时间延长明显增大,之后变化率逐渐减小;镀层为面心立方结构单相铝,主要由(200)面组成;铝镀层与碳钢基体结合良好,具有较好的耐蚀性能.     

电镀NiCoCe合金层的制备及耐蚀性能研究

镍镀层具有较好的耐蚀性和耐磨性,单纯的镍镀层易存在孔隙、晶粒粗大等缺陷,在镀镍时加入少量稀土元素可以显著提高镀层的性能.为此,通过改变电镀液成分和电流密度,在Q235基底上电镀形成一系列NiCoCe合金层,通过浸泡试验及电化学试验评价表面处理前后耐蚀性能的变化.结果 表明:添加0～0.4 g/L Ce元素可以通过细化晶粒有效增强镀层的耐蚀性,当电流密度小于0.04 A/cm2时,电流密度的增加可以使镀层中的晶粒细化,提高镀层的致密性和耐腐蚀性.当Ce元素的添加量为0.4 g/L,电流密度为0.03 A/cm2,电镀温度为50℃时,试验效果最佳.     

石墨表面熔盐电镀制备铝金属层

采用AlCl3-Na Cl-KCl混合熔盐(质量比8∶1∶1)在石墨表面电镀得到铝金属镀层/石墨复合材料。通过调节电流密度和电镀时间可实现对铝金属镀层厚度和表面形貌的控制。在相同电流密度(1.06 A/dm2)下,电镀时间在240 min以内时,电镀时间越长,镀层越厚(最大厚度140μm),但电镀时间达到300 min时,铝金属镀层表面出现枝状结构;电流密度越大铝金属沉积速率越快,在相同电镀时间(120 min)时,电流密度达到3.28 A/dm2,得到铝镀层最厚(148μm)。铝金属镀层与石墨基体间的附着强度较高,铝金属层可提高复合材料的热导率,热导率从最初的115.7 W/(m·K)提高至199.0 W/(m·K)。     

铝合金Ni-Co-P合金电镀工艺优化

在铝及其合金表面沉积Ni或Ni基合金,可以提高基体表面的硬度和耐磨性.通过正交试验,研究了铝硅合金基体上电镀Ni-Co-P镀层的工艺,得到了电流密度、镀液温度、pH值、电镀时间、镀液成分对镀层厚度、硬度、成分和沉积速率的影响规律,同时,还考察了镀层的耐磨性.结果表明:延长电镀时间、提高镀液温度和pH值时,镀层厚度和镀层硬度均增大;提高电流密度时,镀层厚度增大,但镀层硬度减小.提高电流密度、升高温度和提高pH值时,沉积速率增大.     

化学镀Ni-P合金层与橡胶粘合工艺的研究

由于橡胶工业的电镀黄铜工艺大量使用氰化物等剧毒物质,并且黄铜镀层的耐腐蚀性较低,降低了橡胶制品的性能,对此,为提高橡胶制品的使用寿命和减少镀黄铜、涂胶粘剂工艺所带来的污染,采用无污染和耐腐蚀性较好的化学镀镍代替镀黄铜工艺,以实现化学镀镍与橡胶的直接粘合.在试验过程中,进行了Q235钢化学镀镍工艺试验以及Ni-P镀层和橡胶的粘合试验,用扫描电子显微镜、电子探针和X-射线衍射仪等仪器对化学镀Ni-P合金层的组织结构进行分析并对镀层进行全浸腐蚀试验.用平板硫化机对Ni-P镀层与橡胶进行硫化粘合试验,用橡胶拉力试验机测定镀层与橡胶的粘合强度.结果结明,所制备的Ni-P合金镀层具有非晶态结构,镀层均匀致密,与基体的结力好.在硫酸和磷酸等强酸性溶液中,Ni-P合金镀层的耐腐蚀性高于电镀黄铜层和Q235钢基体.将三聚硫氰酸及其衍生物作为胶料偶联剂添加于胶料中,实现了化学镀Ni-P合金层与橡胶的直接硫化粘合,粘合强度达到10 kN/m.     

Q235A钢电沉积镍的工艺优化

为了进一步探讨Q235A钢电沉积镍层残余应力、力学性能与镀覆工艺参数的关系,以瓦特镀镍液为基础,采用直流电沉积法,在Q235A钢表面电镀镍。采用X射线衍射仪、纳米力学测试系统、表面轮廓测量仪测试了镍镀层的残余应力、显微硬度、弹性模量及表面粗糙度;探讨了电流密度、温度、p H值对镍镀层力学性能的影响规律,以正交试验法优选了最佳工艺。结果表明:电流密度3.0 A/dm2,温度45℃,p H值3.5时,镍镀层的性能最佳,晶粒粒径为34.8 nm,镀层显微硬度达到3.86 GPa,弹性模量达到238 GPa,表面粗糙度为0.182μm。     

离子液体中脉冲电镀铝

为了提高离子液体体系中镀铝层的致密性、均匀性和金属光泽度,配制了尿素-NaBr-KBr-甲酰胺-AlCl3低温离子液体,在铜基体上电镀铝。采用SEM、XRD等手段对镀铝层的形貌及晶型结构进行表征,考察了电流密度、电镀时间、温度及供电形式等对电镀铝的影响。结果表明:尿素-NaBr-KBr-甲酰胺-AlCl3离子液体的电导率随温度的升高而升高;脉冲电镀铝层性能优于直流电镀铝层;在电流密度50 mA/cm2,温度70℃,时间45 min条件下,利用数控脉冲电镀电源(ton=2 ms,toff=8 ms)在该离子液体中进行脉冲电镀,所得镀铝层结合力较好且镀层光亮、致密均匀、电结晶较好、纯度高,单质铝优先沿(200)晶面生长。     

钒对Zn-Fe合金镀层耐蚀性的影响

在电镀液中加入钒盐,在A3钢表面电镀出Zn-Fe合金薄膜.采用稳态法和循环伏安法研究了Zn-Fe合金镀层在30℃下0.5 mol/L H2SO4溶液中的腐蚀行为,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了钒对镀层在腐蚀前后微观结构的影响,用交流阻抗法研究了钒对电极等效电路的影响.结果表明,加入钒盐能改变Zn-Fe合金镀层的晶面择优取向和织构系数,当钒盐加入量为0.50～0.75 g/L时,镀层变得均匀、致密,镀层的致钝电流密度Jpp和维钝电流密度Jp明显降低,极化电阻增大,在强酸性溶液中的耐蚀性能明显增强.     

钕铁硼稀土永磁材料室温熔盐电镀铝的研究

在钕铁硼(NdFeB)稀土材料表面直接进行水溶液电镀时,存在镀层分层、易起泡等缺陷.采用AlCl3/EMIC(1-甲基-3-乙基氯化咪唑)室温熔盐电解质在NdFeB永磁材料表面电镀铝,是提高其表面防护质量的有效方法.探讨了NdFeB永磁材料在室温熔盐中电镀铝的可行性、熔盐配比和芳香化合物对电镀铝层组织形态的影响,同时对镀层形成的机理进行了初步探讨.研究表明:采用AlCl3/EMIC室温熔盐电解质可在NdFeB永磁材料表面获得满意的铝镀层;铝镀层纯度很高,较完整平滑;添加芳香化合物可以大大提高镀层的质量,使晶粒细小、致密.     

Si、Sn、Mg对Q235钢在铝浴中腐蚀行为的影响

为降低钢在铝液中的腐蚀,通过对比纯铝、Al-Si、Al-Sn、Al-Mg铝合金熔体静态腐蚀作用下Q235钢/熔体界面的结构、形貌和腐蚀速率,研究了Si、Sn、Mg元素对Q235在铝合金熔体中静态腐蚀的影响。结果表明:Q235在不同铝合金熔体中均发生腐蚀,表面均形成Fe_2Al_5金属间化合物层,在铝液中添加Si可以使形成的Fe_2Al_5层由舌状转变为平板状,减小Fe_2Al_5层厚度,并显著减缓腐蚀速率;添加Sn和Mg不改变Fe_2Al_5层的形态和厚度,减缓腐蚀速率效果不如Si显著;Si、Sn、Mg不改变Fe_2Al_5择优生长的特点;Si降低腐蚀速率的机制是阻塞Fe_2Al_5空位孔道抑制原子扩散;Sn、Mg降低腐蚀速率的机制是占位阻隔减缓扩散速率。     

Q235/Ni-Co基自修复涂层的制备和耐蚀性能

结合自修复微胶囊防腐涂层与合金镀层的优点,在Q235碳钢基体制备Ni-Co/Cap(T+Y)复合涂层以提高碳钢材料的耐侯性和服役周期。首先采用恒电流合金电镀法在Q235碳钢基体生成Ni-Co合金镀层,然后将以桐油和金属缓蚀剂做囊芯的双组份自修复胶囊均匀分散在醇酸树脂防腐涂层中制备有机防腐涂层,得到Ni-Co/Cap(T+Y)复合涂层。SEM观测和热重分析结果表明,合成的双组份自修复微胶囊的平均粒径约为3 μm,囊芯包覆率达到49%。中性盐雾试验和微区电化学测试结果表明,经历380 h中性盐雾试验后复合防腐涂层只在划痕交点处出现轻微腐蚀,其他部位仍旧完整,没有出现鼓泡和腐蚀。以Ni-Co合金镀层与自修复涂层相结合的复合涂层,能长期保护Q235碳钢。     

电镀镍碳纤维增强铝基复合材料

提出一种碳纤维表面电镀镍的方法,通过正交实验优化了电镀镍配方及工艺条件,并研究了镀层的显微组织及镀液的成分、电流密度、电镀时间等工艺条件对沉镍速率和镀层质量的影响,并探讨了沉镍机理.用镀镍碳纤维制备铝基复合材料,观测碳纤维与铝的复合效果.     

低温镀铁层的微观结构和摩擦学性能

低温镀铁修复功能强大,其组成结构对机械零部件的摩擦学性能影响重大.为此,用直流低温方法制备了镀铁层;利用扫描电镜观测了镀铁层表面的超细晶粒形貌及断面形貌,用X射线能量色散谱仪对镀铁层进行了微区的成分分析;探讨了镀铁层微观组织形貌的形成机理;讨论了镀铁层中的表面形貌和组织结构与低温镀铁层摩擦性能的关系.结果表明,在低温下可获得晶粒细小的镀铁层;析氢则是造成镀铁层裂纹产生的直接原因,杂质和镀层的表面应力会加速裂纹的扩展;镀铁层的摩擦学性能比纯铁好.     

冷金属过渡条件下AZ61镁合金在两种钢板上的润湿行为

采用动态座滴法研究冷金属过渡条件下,AZ61镁合金分别在Q235钢板和镀锌钢板表面的润湿行为及其界面微观结构。结果表明:润湿行为与焊接工艺参数中的送丝速率密切相关;无论基板采用镀锌钢还是Q235钢在界面处均观察到Al-Fe金属间化合物层,其形成符合热力学形成条件;在Q235钢表面润湿时,送丝速率增加,界面反应变得剧烈,因而润湿性变好,在镀锌钢表面润湿时,送丝速率增加,加剧锌的挥发,使裸露的表面显金属性,因而润湿性变好;当送丝速率≤10.5m·min~(-1)时,镁在Q235钢板上的润湿性要好于镀锌钢板,且后者锌的挥发将导致工艺不稳定。     

海洋硫酸盐还原菌对Q235钢腐蚀行为的影响

采用失重法、开路电位、电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线等方法,通过在海洋环境中浸泡不同时间对比分析有无硫酸盐还原菌(SRB)条件下Q235钢的腐蚀电化学特征,研究SRB对Q235钢的腐蚀行为的影响。结果表明,在含SRB的海水中,随着浸泡时间延长,Q235钢的腐蚀电流密度先从7.49mA·cm~(-2)增加至9.77mA·cm~(-2),然后逐渐减小至5.01mA·cm~(-2),最终增加至12.6mA·cm~(-2),且始终小于相同时间下无SRB海水中的腐蚀电流密度,表明SRB的存在抑制了Q235的腐蚀。在含SRB的海水中,Q235钢的腐蚀行为主要由Cl~-和生物膜共同影响。在SRB稳定生长阶段,腐蚀以生物膜抑制为主;在SRB指数生长阶段和衰亡阶段,生物膜抑制作用较弱,以Cl~-促进金属腐蚀为主。     

电镀工艺对镀锌层耐蚀性的影响

用实验室电镀模拟装置、X射线衍射(XRD)、盐雾试验(SST)研究了电镀工艺条件对电镀锌层耐蚀性和结晶取向的影响。试验结果说明，镀锌层耐蚀性随镀液流速增大而提高，随电流密度增大而下降。     

交流杂散电流对埋地Q235钢腐蚀行为的影响

土壤腐蚀中的交流杂散电流对管线钢腐蚀严重,为了弄清其影响规律,在室内模拟埋地Q235管线钢所处环境及受交流杂散电流腐蚀状况,通过调节交流电压改变交流信号的强度,利用失重试验和电化学技术研究了交流杂散电流强度对Q235钢腐蚀行为的影响。结果表明:Q235钢在土壤中的腐蚀同时存在交流杂散电流腐蚀和电化学腐蚀,其中交流杂散电流腐蚀可加剧电化学腐蚀过程;随着杂散电流强度的增大,腐蚀程度大大增加;在交流杂散电流存在的情况下,随着所施加交流电压的增大,Q235钢腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,塔菲尔斜率r(βa/βc)相应减小,易发生阳极反应;随着埋地时间的增加,Q235钢在土壤中的腐蚀速率先增大后减小,逐渐趋于稳定。