平行磁场辅助射流电沉积镍制备疏水表面

在316L不锈钢表面射流电沉积镍过程中施加与电场方向平行的磁场。分析了平行磁场下微纳表面结构镍镀层的生长机理。通过场发射扫描电镜、接触角测量仪和三维显微镜分析了无磁场辅助和不同磁感应强度的平行磁场辅助下射流电沉积所得镍镀层的表面微观形貌、水接触角和面粗糙度。结果表明,在射流电沉积过程中施加平行磁场能够提高镍镀层的疏水性。当磁感应强度为200 mT时,所得镍镀层表面的缝隙最多,凸起分布得最均匀,面粗糙度(Sa)为2.94μm,水接触角达到147.5°,疏水性最好。     

电沉积方式对镍–铬–钼合金镀层性能的影响

分别采用直流(DC)、单脉冲(PC)和换向脉冲(PRC)方式在Q235钢表面制备Ni–Cr–Mo合金镀层。镀液组成为:NiSO_4·6H_2O 131.4 g/L,CrCl_3·6H_2O 13.3 g/L,Na_2MoO_4·2H_2O 12.1 g/L,柠檬酸铵145.9 g/L,尿素60 g/L,抗坏血酸8.8 g/L,H_3BO_3 14 g/L,NH_4Br 10 g/L,十二烷基硫酸钠0.1 g/L。对比了采用不同方式电沉积所得Ni–Cr–Mo合金镀层的外观、表面形貌、元素组成、沉积速率、表面粗糙度和耐蚀性。3种方式电沉积所得合金镀层的外观均良好。单脉冲和换向脉冲电沉积合金镀层的组成相近,直流电沉积合金镀层的镍、钼含量比它们高,但铬含量较低。换向脉冲电沉积合金镀层的微观表面最均匀、致密,粗糙度最低(0.587μm),耐蚀性最好。     

温度对钢基体上暗镍镀层性能的影响

以瓦特镀镍液为基础,在Q235A钢基体上分别采用直流电沉积和脉冲电沉积方法在不同温度下制备了镍镀层,采用线性扫描伏安法测试了不同温度下,Ni2+在Q235A钢基体上发生氧化还原的电化学行为;采用表面轮廓测量仪以及纳米力学测试系统对镍镀层表面粗糙度、显微硬度及弹性模量进行了表征。实验结果表明,随着电解液温度的上升,镍在电沉积过程中的极化程度会下降。直流电沉积制备的镀层在电解液θ为40℃时的粗糙度最小;脉冲电沉积制备的镀层在电解液θ为50℃时的粗糙度最小。直流电沉积及脉冲电沉积制备的镀层的显微硬度和弹性模量在电解液θ为50℃时达到最大值。     

平均电流密度对脉冲电镀Ni-Cr-Mo合金镀层的影响

采用脉冲电镀法在Q235钢表面制备Ni-Cr-Mo合金镀层。研究了平均电流密度对镀层的成分、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明:随着平均电流密度的增大,镀层中镍的质量分数先减小后增大,铬的质量分数先增大后减小,钼的质量分数增大;镀层的沉积速率先增大后减小;镀层表面颗粒尺寸增大;镀层的耐蚀性先增强后减弱。当平均电流密度为10A/dm2时,镀层具有最正的自腐蚀电位、最小的自腐蚀电流密度和最大的电荷转移电阻,耐蚀性最好。     

兆声功率密度对同轴兆声辅助喷射电沉积镍的影响

[目的]金属微器件在电沉积过程中往往会产生较大的残余应力,对微器件的尺寸精度、力学性能和良率产生不利影响。[方法]为降低镀层的残余应力,在喷射电沉积镍过程中施加同轴兆声辅助。研究了兆声功率密度对Ni镀层形貌、表面粗糙度、显微硬度和残余应力的影响。[结果]施加同轴兆声辅助后,所得Ni镀层的宏观和微观形貌都有所变差,表面粗糙度略微增大,显微硬度变化不大,但残余应力显著降低。当兆声功率密度为10 W/cm²时,Ni镀层的残余应力最低,比无兆声辅助时所得Ni镀层低了37.75%。[结论]在电沉积过程中施加兆声辅助能够有效降低镀层的残余应力。     

占空比对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层的影响

采用脉冲电镀技术在Q235钢表面制备Zn-Ni-Mn合金镀层。采用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了占空比(10%~60%)对镀层元素含量、沉积速率、表面形貌及耐蚀性的影响。结果表明:随占空比的增大,镀层锌、镍含量升高,锰含量降低;沉积速率先升高后降低;占空比为20%时制备的镀层形貌致密,自腐蚀电流密度最小,电荷转移电阻最大,耐蚀性最好。     

电沉积镀层对建筑钢结构耐蚀性的影响

在Q235B建筑钢结构表面电沉积纳米镍和Ni65Cu35合金。分析了镀层的表面形貌和物相,并通过乙酸盐雾试验和电化学腐蚀试验分析了镀层的耐蚀性。结果表明:电沉积镀层有效地提高了建筑钢结构的耐蚀性。同时,电沉积纳米镍/Ni65Cu35合金的耐蚀性较单一镀层的更佳。它能使钢结构的自腐蚀电位正移78.45%。经过10d的乙酸盐雾腐蚀后,其质量损失率降低了87.16%。     

化学镀镍-磷镀层在氢氟酸中的耐蚀性

为了改善Q 235钢在氢氟酸中的耐蚀性,采用化学镀技术在其表面制备了镍-磷镀层。采用金相显微镜对镍-磷镀层的表面形貌进行了观察,通过浸泡和电化学等方法考察了Q 235钢和镍-磷镀层在氢氟酸中的耐蚀性。结果表明:所得镍-磷镀层光滑、致密、平整,在氢氟酸中表现出较低的自腐蚀电流密度和较大的电荷转移电阻,可明显降低Q 235钢在氢氟酸中的腐蚀速率。     

脉冲喷射电沉积纳米晶镍工艺优化研究

采用脉冲喷射电沉积方法在钢基体表面制备了纳米晶镍镀层,研究了占空比、频率、平均电流密度对镀层硬度的影响,并通过正交试验对工艺参数进行优化,用扫描电镜和X-射线衍射仪对镀层表面形貌和晶粒尺寸进行分析。结果表明,制备纳米晶镍镀层的优化工艺参数为:平均电流密度39.8 A/dm2、频率1 000 Hz和占空比20%,此时镀层最致密,硬度最高(530.6 HV),纳米晶镍平均晶粒尺寸最小(13.7 nm)。     

镍–二氧化锆复合电沉积工艺优化及其对钢表面的毛化效果

在钢试片上复合电沉积Ni–ZrO_2,使微米级的ZrO_2颗粒镶嵌在镍镀层中而形成具有一定粗糙度的表面。通过正交试验研究了NiSO_4·6H_2O、ZrO_2和十二烷基硫酸钠(SDS)添加量,电流密度和温度对Ni–ZrO_2复合镀层耐蚀性、显微硬度和粗糙度的影响。结果表明,电流密度对镀层耐蚀性的影响最大,温度对镀层粗糙度的影响最大。综合考虑Ni–ZrO_2复合镀层的显微硬度、耐蚀性和粗糙度3个指标,得到复合电沉积Ni–ZrO_2的最优工艺为:NiSO_4·6H_2O 280 g/L,NiC_(12)·6H_2O 30~60 g/L,H_3BO_3 30~40 g/L,ZrO_2 30 g/L,SDS 120 mg/L,1,4-丁炔二醇和糖精适量,电流密度3 A/dm2,温度45°C。在最优工艺条件下,Ni–ZrO_2复合镀层的耐蚀性最好,显微硬度为587.3 HV,粗糙度为14.327 4μm,比钢试片高一个数量级左右。     

镍磷化学镀层在北方重工业城市雪水中的耐蚀性

为了改善Q235钢在空气污染较为严重的环境中的耐蚀性,以北方重工业城市之一的抚顺望花区的雪水为腐蚀溶液,考察了化学镀镍层在该介质中的耐蚀行为。采用金相显微镜观察了镍磷镀层的表面形貌,通过冷冻-加热循环试验考察了镀层的结合力,借助动电位极化、电化学阻抗谱等方法评价了镀层在雪水中的耐蚀性,测试和观察了浸泡实验的腐蚀速率和表面形貌。结果表明,Ni-P镀层可在Q235钢表面均匀沉积且较为致密,与基体之间有良好的结合力。镀层的自腐蚀电流密度较Q235钢低,电荷转移电阻更大,腐蚀速率是Q235钢的1/3～1/2。Ni-P镀层明显改善了Q235钢在污染较为严重的雪水中的耐蚀性,可作为Q235钢腐蚀防护的一种措施。     

脉冲电镀镍及其性能的研究

采用瓦特镀镍液,研究了脉冲占空比、平均电流密度、温度对电沉积速率,镀层光亮度和镀层在w=3.5%的NaCl溶液中耐蚀性的影响.用扫描电镜研究了直流和脉冲镍镀层的表面形貌.结果表明:电沉积速率随脉冲占空比、平均电流密度及温度的增大而加快;镀层耐蚀性,光亮度随脉冲占空比增大而变差,随温度、平均电流密度的增大先变好后变差.较佳脉冲电镀条件为:平均电流密度0.75 A/dm~2,脉冲占空比5%,温度45～50 ℃,pH 2.5～3.0.X射线衍射分析结果表明,与直流镀镍相比,脉冲镍镀层在(111)晶面存在择优取向,镀层更致密,性能更好.     

pH对脉冲电沉积Ni-Sn-Mn镀层的影响

采用脉冲电沉积法在Q235钢表面制备Ni-Sn-Mn合金镀层。利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了镀液pH对镀层元素质量分数、沉积速率、表面形貌、阴极电流效率和耐蚀性的影响。结果表明,随着pH的增大,镀层Sn和Ni质量分数减小,Mn的质量分数增大;镀层沉积速率先增大后减小;阴极电流效率先提高后降低;镀层在3.5%NaCl溶液中耐蚀性先增强后减弱。当pH为4.0时,所得镀层均匀致密,自腐蚀电位(-0.395 V)最正,自腐蚀电流密度(2.594×10~(-8)A/cm~2)最小,电荷转移电阻值(6 945Ω·cm~2)最大,耐蚀性最好。     

超临界流体辅助换向脉冲复合电沉积镍-石墨烯的工艺

利用具有高度扩散性和传质的超临界CO₂流体辅助双脉冲电沉积技术制备Ni–r GO(还原氧化石墨烯)复合镀层。先通过正交试验确定较优的双脉冲电参数组合,再通过单因素试验研究了正反向脉冲平均电流密度和正、反向脉冲占空比对Ni–rGO复合镀层表面形貌、显微硬度和表面粗糙度的影响。当正向脉冲电流密度和占空比分别为7 A/dm²和0.35,反向脉冲电流密度和占空比分别为1.2 A/dm²和0.25时,所得的Ni–r GO复合镀层表面平整、致密,显微硬度达到895 HV。     

pH对脉冲电镀锌–镍–锰合金的影响

在Q235钢表面脉冲电镀Zn–Ni–Mn合金,镀液组成和工艺条件为:ZnSO_4·7H_2O 43.1 g/L,MnSO_4·H2_O 59.2 g/L,NiSO_4·6H_2O26.3 g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 176.5 g/L,NH_4Cl 30 g/L,H_3BO_3 30 g/L,十二烷基硫酸钠(SDS)0.1 g/L,p H 4.5~6.0,温度30°C,平均电流密度30 m A/cm~2,脉冲占空比20%,脉冲周期1 ms,时间20 min。研究了pH对合金镀层元素组成、沉积速率、表面形貌和耐蚀性的影响。结果表明,随p H增大,沉积速率减小;镀层中锰含量升高,锌、镍含量降低;耐蚀性先增强后减弱。p H为5.0时,所得Zn–Ni–Mn合金镀层平整致密,Zn、Ni和Mn的质量分数分别为85.71%、5.03%和9.26%,中性盐雾试验96 h的保护等级为5级。与Zn–Ni合金镀层(Ni质量分数为12.88%)相比,Zn–Ni–Mn合金镀层的腐蚀电位正移了85 mV,腐蚀电流密度低了约2个数量级,耐蚀性更优。     

Ni-Co-Fe合金镀层耐蚀性的研究

在铜表面电沉积Ni-Co-Fe合金镀层。通过对塔菲尔曲线、电化学阻抗谱及粗糙度的测试,研究了镀液温度、电流密度和镀液pH值对镀层耐蚀性的影响。结果表明:在镀液温度55℃,电流密度4.0A/dm2,镀液pH值4.0的条件下,所得镀层表面光滑,耐蚀性较好。     

脉冲电沉积Ni-ZrO2复合镀层形貌的研究

着眼于优选电沉积工艺条件,以期制备出良好形貌的复合镀层,系统考察了峰值电流密度、占空比和微粒的质量浓度对脉冲电沉积Ni-ZrO2复合镀层形貌的影响。结果表明:Ni-ZrO2复合镀层的形貌质量随峰值电流密度的增加和微粒质量浓度的升高呈现出先改善后恶化的趋势,但随占空比的增大逐渐变差。在峰值电流密度7A/dm2,占空比20%,微粒的质量浓度20g/L的条件下,所得Ni-ZrO2复合镀层的形貌质量最优。     

酸性镀铜法制备黄铜基超疏水表面

对黄铜进行酸性镀铜后再采用氟硅烷-乙醇溶液进行化学修饰得到超疏水表面。通过正交试验得到电镀铜的最佳工艺条件为:CuSO_4.5H_2O 0.5 mol/L浓硫酸6.5%(体积分数),电流密度0.12 A/cm~2,温度26℃,极板间距5cm,电镀时间20min。在该工艺下电镀铜再化学修饰后,所得表面静态接触角和滚动角分别为157°和4°,表面分布有大量直径约2.5μm的球状凸起,球状凸起之间分布有柱状凸起和凹坑。初步研究了镀层发白现象与电镀工艺条件和超疏水表面疏水性之间的关系,为电沉积制备合金基底的超疏水表面和黄铜超疏水表面用于工业生产提供一定的理论和技术参考。     

脉冲参数对Q235钢上镍镀层表面形貌和显微硬度的影响

研究了脉冲占空比、平均电流密度、脉冲频率对Q235钢表面电沉积镍镀层增重率、表面形貌及显微硬度的影响.镀液组成和其他工艺参数为:NiSO4·6H2O 281 g/L,十二烷基苯磺酸钠0.08 g/L,NiCl2·6H2O 40 g/L,糖精1g/L,H3BO3 35 g/L,丁炔二醇0.01 g/L,pH=3.0 ～ ...     

糖精钠对脉冲电沉积Ni-Sn-Mn合金镀层性能的影响

采用脉冲电沉积法在Q235钢表面制备了Ni-Sn-Mn合金镀层,并研究了糖精钠的质量浓度对镀层的成分、沉积速率、表面形貌及耐蚀性的影响。结果表明:随着糖精钠的质量浓度的增加,阴极极化曲线负移,阴极极化作用增强;镀层中Ni和Sn的质量分数降低,而Mn的质量分数升高;沉积速率和阴极电流效率均减小;镀层的耐蚀性先增强后减弱。当糖精钠的质量浓度为3g/L时,制备的Ni-Sn-Mn合金镀层均匀致密,在3.5%的NaCl溶液中具有最正的自腐蚀电位、最低的自腐蚀电流密度和最大的电荷转移电阻,耐蚀性最好。