ChCl-EG中铜锡合金的电沉积行为及耐蚀性研究

目的 研究氯化胆碱-乙二醇低共熔溶剂中进行不同浓度比例下的铜锡合金电沉积的电化学行为及镀层微观形貌、相组成、耐蚀性能.方法 使用阴极极化曲线对铜锡合金还原行为进行研究,使用扫描电子显微镜以及X射线衍射仪等研究电极电位对银镀层微观形貌的影响及银镀层的相组成,同时采用EDS分析铜锡合金镀层的元素组成.使用极化曲线对铜锡合金镀层的耐蚀性能进行研究分析.结果 在?0.95 V电位时,铜锡发生共沉积.在该电位下,铜以合金形式存在,而锡以合金和单质的形式存在.不同金属离子含量的电沉积体系得到不同成分的镀层.镀液中的铜锡含量明确影响镀层中的铜锡含量,当镀液中铜或锡含量偏高时,镀层质量更好.在ChCl-EG低共熔溶剂中,当CuCl2·2H2O与SnCl2·2H2O的含量(mol/L)分别为0.192:0.048、0.192:0.192、0.048:0.192时,得到的镀层的相组成分别为β-Cu5.6Sn、η-Cu6Sn5+β-Cu5.6Sn、η-Cu6Sn5.结论 随着镀液中锡含量不断增多,其相组成由 β-Cu5.6Sn相向 η-Cu6Sn5相发生转变,并且在沉积层中出现了锡相.镀液中铜或锡含量偏高时,镀层质量反而更好.耐蚀性测试显示镀液中Sn含量为84.2％时,镀层腐蚀速率最小,镀层的耐蚀性最优.     

乳酸络合剂化学镀镍锡磷合金的研究

研究了乳酸作络合剂的酸性镀液中,络合剂添加量对镀液稳定性的影响,以及硫酸镍、叫氯化锡、还原剂含量对化学镀镍-锡-磷合金镀速和镀层成分的影响。研究结果表明：在保证镀液已有与镍盐摩尔比为1：3的络合剂外,需要再加入按与锡盐摩尔比为1：7的量计算的络合剂,才能保证镀液足够的稳定性：在镀液中硫酸镍质量浓度为30g／L,四氯化锡为20g/L,次亚磷酸钠为30g/L时镀速较快;在pH值为4．8,85-90℃的操作温度下,所获镀层中锡的质量分数w(Sn)可达7．1％。     

你问我答

正锡锌合金镀层的性能如何及镀液类型有哪些?答:锡-锌合金镀层对钢铁件而言属于阳极性镀层。其洁净细致、无孔隙,具有很好的耐腐蚀性、耐盐水性、可钎焊性等特点。因此广泛应用于电子元件、海洋机械、汽车、航空工业,以及其他耐盐腐蚀的机械产品。而该电镀工艺的镀液类型较多。例1,氰化物镀液。锡酸钠30g/L,氢氧化钠15 g/L,氯化锌12 g/L,氰化钠30 g/L,温度65℃,阴极电流密度1～3 A/dm2。该镀液的锡比较难沉积,因此溶液中二价锡(Sn2+)的含量需保持在90%以上。例2,焦磷酸盐镀液。焦磷酸亚锡20 g/L,焦磷酸锌40 g/L,焦磷酸钾20 g/L,明胶1 g/L,p H值9,温度60℃,阴     

碳纳米管／锡基轴瓦合金复合减摩镀层的制备

采用复合电沉积方法在铜基轴瓦合金的表面制备碳纳米管/锡基轴瓦合金复合减摩镀层,研究了电沉积工艺参数对碳纳米管/锡基复合镀层的组织与性能的影响.结果表明,当阴极电流密度为1.5A/dm2,镀液中碳纳米管的质量浓度为2 g/L、镀液的pH值为1时,镀层生长良好,碳纳米管分布均匀.     

Au-Cu-Ni 合金在铜基材表面的无氰电镀

采用亚硫酸盐体系在铜基材表面进行Au-Cu-Ni合金的电镀,研究了镀液中铜、镍浓度与镀层成分的关系。结果表明,镀液中铜、镍浓度较高时,Au-Cu-Ni合金镀层中的铜、镍含量也会增加。用金、铜和镍浓度分别为20、0.7和3.5 g/L的镀液电镀得到的Au-10.35Cu-2.50Ni合金镀层显微硬度(HV0.025)达到297,电阻率1.84,镀层光亮致密,耐腐蚀性好。镀层磨损量小,接触电阻变化值小且稳定,可满足高导电要求的滑动电连接器件的要求。     

新型铜锡合金电镀添加剂的制备

目的制备一种电镀铜锡合金添加剂,利用此种添加剂制得白亮并且综合性能良好的铜锡合金镀层。方法基础镀液组成为:焦磷酸钾250 g/L,焦磷酸铜16 g/L,焦磷酸亚锡12 g/L。工艺条件为:pH 8.5,室温,电流密度0.3 A/dm~2,电镀时间5 min。以此为基础,设计正交试验,以镀层60°光泽度作为判定标准,优选出电镀添加剂的最佳配方。利用百格刀、维氏硬度计、材料表面性能综合测试仪、盐雾试验箱对最佳配方制备的镀层的附着力、表面硬度、摩擦系数、耐蚀性能等进行分析,利用SEM、XRD对其表面形貌及物相进行分析。结果经过正交试验优选出的最佳添加剂配方为:8×10~(-3) g/L聚二硫二丙烷硫磺酸钠(SPS),8×10~(-3) g/L聚乙烯亚胺烷基盐(PN),8×10~(-4) g/L 2-巯基苯并咪唑(M)。采用该添加剂配方,在上述基础镀液及工艺条件下,可获得全范围白亮Hull槽试片。该镀层60°光泽度达到269.7,表面平整,附着力的ISO等级为2,维氏硬度为154.47HV0.2,摩擦系数为0.2,盐雾试验中超过72 h无腐蚀。结论复配添加剂可以制备出光泽度较高的银白色镀层,且镀层结合力好,硬度、耐磨性以及耐腐蚀性都较高,可以满足工业要求。镀层表面平整,物相为Cu_6Sn_5以及Cu_(13.7)Sn。     

28CrMo钢的Ni-P合金镀工艺

研究了制备工艺对28CrMo钢Ni-P合金镀层性能的影响。结果表明,镀液成分中的氯化镍和稀土含量及电流密度和镀液温度都会影响镀层的厚度和硬度。本试验条件下的最佳制备工艺是镀液成分为含50 g/L的氯化镍+2 g/L的稀土(镀液中其他成分为硫酸镍180 g/L、磷酸45 g/L、亚磷酸10 g/L),电流密度为8 A/dm2,镀液温度为65℃。在此条件下得到的镀层为非晶态,镀层性能最好。     

乙内酰脲体系无氰电镀镉工艺

目的开发一种新型的无氰镀镉工艺,替代传统的氰化镀镉。方法以海因和柠檬酸为主、辅络合剂,通过选用光亮剂和表面活性剂获得无氰镀镉工艺配方,优化pH值、电流密度和温度等工艺参数。按规定的方法测试镀液的分散能力、深镀能力。利用SEM、三维显微镜观察镀层的微观形貌,通过极化曲线和循环伏安曲线讨论镀液的极化度和成膜机理,利用塔尔菲尔曲线和点滴实验测试其耐蚀性。结果镉电沉积是通过"成核/生长"机理进行的,乙内酰脲体系无氰镀镉双络合剂协同作用明显,镀液极化能力强。与氰化镀镉相比,该工艺电流效率提高20%,沉积速率提高30%,分散能力可达89%以上,镀液深镀能力和镀层结合力检验合格,镀层表面光亮细致,钝化膜彩虹色明显。无氰镀镉层耐蚀性优于氰化镀镉层,与氰化镀镉钝化层相比,钝化封闭后,自腐蚀电流密度降低至之前的1/15,耐蚀性显著提高。结论该配方及工艺条件为:硫酸镉30～50 g/L,硫酸钠60～100 g/L,乙内酰脲60～70 g/L,柠檬酸20～40 g/L,光亮剂1～3 g/L,表面活性剂1～3g/L,pH=5～6,温度15～35℃。镀液镀层各项性能优越,完全可以替代氰化镀镉工艺用于我国飞机和航空发动机钢结构的防护。     

光亮碱性Zn-Al合金电镀工艺研究

在碱性锌酸盐镀锌液中加入铝盐，研究成功了一种光亮碱性锌铝合金电镀工艺。采用霍尔槽试验探讨了镀液成分和工艺条件对镀层质量的影响，检测了镀液和镀层性能。研究结果表明：镀液阴极电流效率达到80%以上，镀液分散能力和复盖能力好，镀层中铝含量为1．5％左右，所形成的Zn-Al合金镀层结晶细致、光亮度好、结合力好、耐蚀性优良，适用于作高耐蚀性镀层。     

镀液组分对高Sn含量Ni-Sn-P镀层组织和镀速的影响

为获得耐蚀性较好的NiSnP镀层及其最佳镀液配方,利用正交试验方法设计了9种不同的镀液组分,利用化学镀技术在L245低碳钢上镀制了高Sn含量的NiSnP三元镀层。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对镀层的成分、结构以及镀速进行分析,并采用盐雾腐蚀实验评价镀层的耐蚀效果。结果表明： 高Sn含量的NiSnP镀层组织以非晶态结构为主,表面形态为典型的胞状结构。当乳酸和硫酸镍为较低浓度,氯化锡和柠檬酸钠为高浓度时,NiSnP镀层的形核率较高,镀层表面形貌较好。镀液中柠檬酸钠和硫酸镍对镀层的沉积过程有利,浓度越大,镀层沉积越快,而乳酸对镀层的沉积不利。35 g/L硫酸镍、35 g/L氯化锡、25 g/L柠檬酸钠和40 mL/L乳酸为最佳镀液组分,在该条件下获得的NiSnP镀层耐蚀效果最好。     

Pd-Ni合金电镀

Pd—Ni合金电镀液系氨—氯化物体系。镀液中由于使用了光亮剂和润湿剂,合金镀层白亮、镀层结晶细、孔隙少,耐磨损,抗腐蚀,有较低的接触电阻。镀液最佳pH=7.5～9,Ni浓度是7～11g/L保证镀层中Pd的含量为70～80％。     

实用专利

采用以碱金属锌酸盐(如锌酸钠或别的碱金属锌酸盐)、铁的蔗糖盐为主要成分的碱性溶液进行电解沉积而获Zn-Fe合金。该合金镀层以极佳的防腐性著称。在最佳的工艺条件范围内,即槽液温度0～60℃,阴极电流密度0.1～10A/dm~2时,可电沉积出含Fe为0.05～20％Zn-Fe合金。该电镀液性能稳定,抗杂质干扰性强,电解效率高,勿须再添加别的络合剂或鳌合剂,而只用碱金属氢氧化物调整槽液的PH值。由此镀液,以最佳的工艺条件实施电解,可得到合金成分恒定的Zn-Fe镀层。 (梁俊福摘自美国专利)     

铜含量对镁合金化学镀Ni-Cu-P镀层性能的研究

为研究镀液中不同铜离子含量对镁合金AZ91D化学镀Ni-Cu-P镀层性能的影响,采用硫酸镍为镍源,在镁合金化学镀Ni-P的镀液中加入不同含量的铜离子,可直接得到不同的Ni-Cu-P镀层,但都较均匀致密,结合力良好.经过耐醋酸腐蚀、磨粒磨损试验,结果表明:在硫酸铜含量为0.5g/L的镀液中获得的Ni-Cu-P镀层,较基体的耐蚀性提高了0.84倍,耐磨性提高了0.56倍.由此得出结论:镀液中硫酸铜含量为0.5g/L,所得到的镀层性能最佳.     

锌镍合金镀工艺优化及镀层耐腐蚀性的研究

目的研究锌镍合金镀层的耐腐蚀性能。方法通过正交试验法,对锌镍合金电镀工艺进行优化,获得镀液配方。通过中性盐雾试验评判优化后的锌镍合金镀层的耐腐蚀性能,并与镀锌层和镀镉层进行对比。分析主盐、络合剂、p H值、电流密度、温度等对镀层耐腐蚀性的影响。结果最优配方为:氧化锌6~14 g/L,硫酸镍20~30 g/L,氢氧化钠100~140 g/L,光亮剂4~6 g/L,络合剂50~70 g/L。该配方获得的锌镍合金镀层在中性盐雾实验中,出白锈的时间可以达到720 h以上。结论锌镍合金镀层的耐腐蚀性优良,优于镀锌层和镀镉层。     

化学镀Ni-Cu-P镀液组成研究

应用正交设计方法，研究Ni-Cu-P化学镀液主要成分对化学沉积Ni-Cu-P合金镀层性能的影响。对Ni-Cu-P镀液体系进行了优化，获得了外观平滑、光亮和耐蚀性能好的Ni-Cu-P三元合金镀层。复合络合剂的加入有效抑制了铜的优先析出，获得了具有优异结合力的镀层。经X射线衍射分析可知，当镀液中硫酸铜的量小于0．5g/L时所得镀层为非晶态结构。     

如何解决高锡青铜镀层发黄或发灰现象？

答：高锡青铜（Cu-Sn合金）镀层的颜色呈银白色。造成氰化高锡低铜合金镀层发黄的主要原因是,镀液中氰化钠含量不足,铜含量过高、锡含量过低、氢氧化钠含量偏高所致。反之,则镀层发灰。具体说,阳极溶解不正常,阴阳极面积不当,就达不到镀液所要求的金属离子浓度。     

硅镇静钢热浸镀Zn－Ni合金

研究了硅镇静钢在Ｚｎ－０．０９％Ｎｉ合金镀液热镀后镀层的组织结构、耐盐雾腐蚀性能，并研究Ｚｎ－０．０９％Ｎｉ合金镀液对锌锅材料的腐蚀作用。结果表明，镀液中加入０．０９％Ｎｉ以后，镀层中的ζ相层减簿，晶粒细化，Ｎｉ富集在ζ相柱状晶的晶界上；Ｚｎ－Ｎｉ合金镀层的耐盐雾腐蚀寿命是纯锌镀层的２倍；Ｚｎ－Ｎｉ合金镀液能减缓对锌锅的腐蚀作用。     

电沉积非晶态Fe-Co-Ni-P镀层的制备及性能

通过改变镀液中H_3PO_3的添加量(15~40 g/L)制备不同P含量的Fe-Co-Ni-P镀层,采用XRD衍射仪、交流阻抗谱和超声波气蚀试验,分别研究和分析了P含量对镀层的结构以及腐蚀、气蚀性能的影响。结果表明:该四元合金镀层基本都为非晶态。随着合金镀层中P含量增加,镀层表面的胞状组织越来越细密,其耐腐蚀性能逐渐增强。当镀液中H_3PO_3添加量为40 g/L时,镀层的耐腐蚀性能最好。当镀液中H_3PO_3为15 g/L时,交流阻抗谱表现出Warburg阻抗的特征,溶液状态由电荷迁移、扩散以及化学反应混合。当镀液中H_3PO_3为20~40 g/L时,镀层的交流阻抗谱都只有一个容抗弧,表现出一个时间常数特征,且电极过程存在扩散受阻的现象。当镀液中H_3PO_3为40 g/L时,拟合的等效电路中的镀层电荷转移电阻Rf达到最大值3 494Ω?cm~2。且当镀液中H_3PO_3的添加量为40 g/L时,其镀层抗气蚀性能也最好。     

化学镀 Ni-Mo-P 合金镀层的组织结构与防垢性能研究

目的采用材料测试方法和防垢实验,研究不同工艺条件下的化学镀Ni-Mo-P合金镀层的组织结构与防垢性能。方法在化学镀Ni-P镀层基底上,添加含有钼酸根离子杂多酸盐,在不同工艺条件下化学沉积Ni-Mo-P合金镀层,研究化学镀Ni-Mo-P合金镀层的表面形貌和组织结构,分析镀液中硼酸含量和钼酸铵含量对镀层沉积速率的影响,观测镀层在结垢实验后的表面形貌并分析结垢速率。通过SEM,XRD和EDS对化学镀Ni-Mo-P合金镀层的表面形貌和组织结构进行检测,研究在酸性镀液中硼酸含量对化学镀Ni-Mo-P工艺条件的影响。采用防垢实验测试化学镀Ni-Mo-P合金镀层的防垢性能。结果在化学镀Ni-Mo-P过程中,钼酸根离子杂多酸盐具有稳定作用。化学镀Ni-Mo-P合金镀层的化学沉积镀液的最佳工艺条件为:Ni SO4·6H_2O 16.5 g/L,Na H_2PO_2·H_2O 20 g/L,钼酸钠0.5~0.8 g/L,硼酸2 g/L,乙酸钠7.5 g/L。化学镀Ni-Mo-P合金镀层的结垢速率明显低于化学镀Ni-P镀层,具有良好的防垢能力,形成了非晶态的镀层。结论采用化学镀Ni-P镀层基底上沉积得到非晶态的Ni-Mo-P合金镀层,硼酸具有调节镀液p H值和络合作用,非晶态的Ni-Mo-P合金镀层平均结垢速率最小值为0.58μm/h,具有良好的阻垢能力。     

化学镀Ni-Co-P合金工艺对其镀层性能的影响

为了改善化学镀Ni-Co-P合金工艺存在的镀速慢、镀层腐蚀性能差等问题,研究了镀液组分、pH值、温度、转速、表面活性剂、稳定剂对化学镀Ni-Co-P合金镀层沉积速度、腐蚀速度、腐蚀电位、镀层厚度、点蚀率、表面形貌、硬度和镀层结合力的影响,得出最佳镀液配方和工艺:CoSO414 g/L;NiSO49 g/L;NaH2PO218 g/L;Na3C6H5O750 g/L;(NH4)2SO460 g/L;KIO38 mg/L;十二烷基苯磺酸钠50 mg/L;pH值9.0;温度80℃;转速60 r/min。