Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的制备与耐腐蚀性能研究

目的 制备具有不同电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层.方法 采用化学镀的方法,在Q235钢基体表面制备内层为低磷Ni-P合金、中层为高磷Ni-P合金、外层为Ni-Zn-P合金镀层的三层复合镀层.通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站等仪器对复合镀层表面形貌、成分结构及腐蚀电位进行分析.结果 相较于低磷Ni-P镀层和高磷Ni-P镀层,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的晶胞大小均匀一致且胞与胞之间致密平滑.内层低磷Ni-P镀层断面厚度约为14.5μm,镍的质量分数约为96.5％,磷的质量分数为3.5％;中层高磷Ni-P镀层断面厚度约为17.6μm,镍的质量分数约为90.2％,磷的质量分数约为9.8％;Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层断面总厚度约为40μm,镍的质量分数约为80.7％,锌和磷的质量分数分别为7.6％和11.7％.在Tafel极化曲线中,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的腐蚀电流密度最小,为3.815×10-6 A/cm2,具有更好的耐蚀性.在模拟海水环境(5％NaCl溶液)中腐蚀220 h后,内层、中层组织腐蚀成片,出现孔洞且有点蚀,而Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层几乎没有腐蚀,只有部分区域出现点蚀,组织较为完整,说明三层镀层较单层、双层镀层具有更好的耐腐蚀性.结论 制备具有电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层具有更好的性能,且相较于内层单层、中层双层Ni-P合金镀层,其腐蚀速率也明显降低,耐腐蚀性能更好.     

钨铜合金表面化学镀Ni-P镀层性能研究

从钨铜合金表面化学镀Ni-P镀层的表面形貌及成分,镀层结构,外观,结合力.硬度,耐磨性,孔隙率,纤焊性等方面进行了检测和表征.结果表明,化学镀Ni-P合金层磷含量为11.37%,属于高磷镀层,主要为非晶型结构,在钨铜合金表面化学镀Ni-P合金可以大大提高钨铜合金的硬度和耐磨性,且Ni-P合金镀层与钨铜合金基体结合强度好,孔隙率低,纤焊性好.     

AZ91D镁合金新型均一化前处理化学镀Ni-P合金的研究

采用新型环保均一化前处理工艺在AZ91D镁合金表面制备了化学镀Ni-P镀层。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)研究了镀层的微观形貌、成分和相结构。通过电化学方法和热震实验评价了镀层的电化学腐蚀行为和结合力。结果表明,经前处理后基体表面的β相(Mg17Al12)被选择性去除,表面组织均一化,从而得到了均匀致密的浸Zn层。Ni-P镀层均匀致密,P含量为7.0%,具有非晶结构。与AZ91D基体相比,Ni-P镀层的自腐蚀电位正移了1.136V,自腐蚀电流密度降低了两个数量级,表明镀层具有优良的耐腐蚀性能。热震实验表明镀层与基体之间结合良好。     

镍磷-多壁碳纳米管化学复合镀层的耐蚀性能

采用化学镀的方法在45#钢基体上制得镍磷-多壁碳纳米管(Ni-P-MWNTs)复合镀层。利用SEM、XRD对复合镀层的表面形貌和结构进行分析。结果表明:Ni-P-MWNTs复合镀层是非晶结构,MWNTs均匀地嵌埋在镀层基体中,使得镀层更加致密。在0.5mol/LNaCl+0.05mol/LHCl混合溶液中对45#钢、Ni-P镀层和Ni-PMWNTs复合镀层进行浸泡腐蚀实验,并且利用动电位极化技术对两种镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行研究。结果表明:浸泡相同时间,Ni-P-MWNTs复合镀层的腐蚀失重量最小;在电化学腐蚀实验中,Ni-P-MWNTs复合镀层的自腐蚀电位更正,且自腐蚀电流密度小于Ni-P镀层,具有良好的耐蚀性能。     

Ni-P梯度镀层在3.5%氯化钠溶液中的耐蚀性

碳钢表面化学镀Ni-P镀层内应力大、结合强度低从而导致其耐蚀性降低,限制了其在某些重要零部件的应用。采用化学镀技术在45~#钢表面制备了磷含量由低到高的Ni-P梯度镀层,并采用横截面金相法测量了镀层的厚度,利用线性极化曲线和浸泡试验研究比较了该梯度镀层与三种均质镀层的耐蚀性。结果显示,Ni-P梯度镀层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性好于均质的低磷、中磷和高磷镀层,其耐点蚀性能明显优于均质镀层。     

7075铝合金化学镀Ni-P/Ni-W-P双层镀层研究

以7075铝合金为基体,采用直接连续化学镀法制备Ni-P/Ni-W-P双层膜,并采用SEM,EPMA,XRD和显微硬度计、电化学工作站等对膜层热处理前后的表(断)面形貌、成分、结构、硬度和耐腐蚀等性能进行了研究。结果表明:获得了致密无孔且与基体及层间相互结合紧密的非晶态Ni-P/Ni-W-P膜;热处理后,镀层硬度提高,而耐蚀性略有降低。     

氧化铝含量对Ni-P化学复合镀层摩擦学性能的影响

采用化学镀技术制备了不同氧化铝含量的Ni-P复合镀层,并用球盘式磨损试验机测试了镀层的摩擦磨损性能。利用扫描电镜、光学显微镜和X射线衍射仪对镀层和对偶球的表面形貌、成分及微观结构进行了表征,分析了镀层的磨损机理。结果表明：镀层中氧化铝质量分数最高可达34.7%,但镀层磷含量显著降低,Ni-P合金基体为无定形结构;镀层的摩擦因数(约为0.49～0.58)高于Ni-P合金,且随着氧化铝含量的增加先降低后增加,镀层的维氏硬度从502上升至764,磨损率从1.2×10_-14 m₃/(Nm)单调下降至3.2×10_-15 m₃/(Nm),镀层的主要磨损机理由粘着磨损逐步转变为磨粒磨损。     

化学镀Ni-Sn-P复合镀层的耐腐蚀性能

通过极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)电化学实验及均匀腐蚀实验研究了化学镀Ni-Sn-P复合镀层分别在5%H_2SO_4和3.5%NaCl不同腐蚀溶液中的耐腐蚀性,探究了不同Sn颗粒含量对Ni-Sn-P复合镀层耐腐蚀性能的影响。结果表明,当Sn含量为2.0 g/L时,Ni-Sn-P复合镀层的失重最小,其抗腐蚀性能最好。当Sn含量高于2.0 g/L时,镀层失重增大,孔隙率上升,Ni-Sn-P复合镀层的耐腐蚀性能降低。在两种腐蚀溶液中,Ni-Sn-P复合镀层相比于Q235基体和Ni-P镀层具有更正的腐蚀电位,更高的传荷电阻值(R_(ct)),更小的双电层电容值(C_(d1)),更低的失重速率。这说明Ni-Sn-P复合镀层在不同酸性的腐蚀介质中的耐蚀性比Ni-P镀层及基体的显著增强。     

强磁场中电沉积Ni-P合金的研究

在电沉积镍磷合金薄膜的过程中施加与电流方向垂直的强磁场,研究了不同磁感应强度对电沉积Ni-P合金薄膜的微观形貌、组织结构和耐腐蚀性能的影响.结果表明:在电沉积过程中施加强磁场可以提高镀层中的磷含量.从SEM照片中观察到随着磁感应强度的增加,非晶团簇尺寸逐渐变小.通过XRD图谱分析可知Ni-P合金镀层是由非晶态结构和晶态结构的混晶组成,随着磁感应强度的增大,镀层中的镍<111>择优取向增大,电化学分析结果表明镀层的自腐蚀电位也逐渐提高,表明耐腐蚀性能逐渐提高.     

A356合金表面Ni-P-B4C化学复合镀层的组织与性能

为提高A356铝合金的表面防护性能,在A356铝合金基体上制备了Ni-P-B4C复合镀层。采用SEM和XRD分别对镀层进行形貌观察和物相表征,利用显微硬度计和电化学工作站对镀层硬度和耐蚀性进行研究。结果表明：Ni-P镀层和Ni-P-B4C复合镀层都较致密和平整,B4C颗粒均匀弥散分布于复合镀层上;物相分析表明,B4C的加入没有改变原二元镀层的非晶结构;B4C加入使得复合镀层硬度显著提高,Ni-P-B4C镀层硬度约为基体的8倍,Ni-P镀层的2倍;在3.5%NaCl溶液中的塔菲尔极化曲线结果表明,Ni-P镀层和Ni-P-B4C复合镀层都表现出良好的保护基体作用,二元镀层耐蚀性略优于复合镀层。     

Ni-P合金镀层在HCl溶液中的腐蚀行为

采用化学镀在45#钢表而制备了低磷的Ni-P镀层并研究其组成、状态和在10%的HCl溶液中的全浸泡腐蚀行为.结果表明,低磷镀层表面均匀致密;镀层中磷含量为3.75%,呈晶态结构;与基体结合良好,结合力达95 N;腐蚀液温度为60℃时,低磷镀层的腐蚀率随着腐蚀时间的延长而增加;腐蚀2 h后镀层表而仍均匀致密,胞状组织明显...     

纳米SiO2粒子/镍基复合镀层腐蚀行为

将纳米SiO2粒子通过超声分散引入到化学镀Ni-P合金镀液中,在碳钢基体表面共沉积得到纳米SiO2粒子/镍基复合镀层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对Ni-P镀层和纳米SiO2粒子/镍基镀层的微观结构形貌进行了分析;采用失重法和电化学方法研究了纳米SiO2粒子/镍基复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,纳米SiO2粒子/镍基复合镀层仍是非晶态,纳米SiO2粒子的加入提高了镀层的致密性,提高了镀层的耐腐蚀性能。     

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。     

NdFeB磁体表面化学镀Ni-P合金防腐研究

采用正交试验法对NdFeB磁体表面化学镀镍磷合金的工艺进行了优化，测量了镀层和基体在3．5％（ω）NaCl溶液、10％（φ）盐酸和20％（ω）NaOH溶液中的腐蚀速度，以及在3．5％NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱，对比分析了在酸性和碱性条件下所得Ni-P镀层的结构和表面形貌。结果表明，采用EIS谱图及等效电路模型可对镀层和磁体在介质中的电化学参数进行拟合分析，化学镀Ni-P合金能够显著改善NdFeB磁体的耐腐蚀性能，且酸性条件下所获得的镀层为非晶态结构，表面胞状组织呈密集连续分布，耐腐蚀性能更佳。     

航空用铝合金表面化学镀镍磷层的制备及其耐蚀性

为了保证航空铝合金在海洋环境中的安全服役,设计了一种低磷镍/中磷镍/高磷镍的组合梯度化学镀镍磷层。采用SEM和XRD表征镀层的微观形貌和相结构,并通过电化学方法评价了镀层的耐蚀性。结果表明：相比于2A11铝合金基体,化学镀镍磷层的自腐蚀电位更正,自腐蚀电流更低;组合梯度镀层试样在35℃,5%NaCl盐雾环境中腐蚀500 h后,表面未见明显腐蚀现象,能满足航空铝合金耐腐蚀性能的要求。     

碳纳米管-镍磷化学复合镀层的组织与性能研究

目的研究碳纳米管对Ni-P化学镀层组织与性能的影响。方法将碳纳米管(CNTs)加入到镀液中,采用化学镀的方法在45#钢表面制得碳纳米管-镍磷化学复合镀层。利用扫描电镜、X射线衍射仪综合分析复合镀层的表面形貌和结构,并采用多功能材料表面性能测试仪对复合镀层的摩擦磨损性能进行了研究。利用动电位极化技术对Ni-P-CNTs复合镀层在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为进行了研究。结果Ni-P-CNTs化学复合镀层是非晶态结构,CNTs均匀地嵌埋在基质镀层中。在耐磨性试验中,Ni-P-CNTs复合镀层的磨损率比Ni-P镀层降低了7.6×10~(-11) m~3/(N·m),而平均摩擦因数减小了0.074。在电化学腐蚀试验中,Ni-P-CNTs复合镀层的腐蚀电位比Ni-P镀层正移了222 mV,而腐蚀电流密度降低了5.234×10~(-6) A/cm~2。结论碳纳米管填补了镍磷非晶胞间的间隙,改善了复合镀层的组织结构,使Ni-P-CNTs化学复合镀层具有更好的耐摩擦磨损性能和耐腐蚀性能。     

热处理对Ni-P镀层耐硫酸露点腐蚀性能的影响

在20R钢表面化学镀Ni-P合金镀层,结果表明：制备的镀层表面平整致密无裂纹,P含量为10.72%,属于高磷非晶镀层。对镀层热处理后的结构、表面形貌、结合强度等性能进行了测试分析,发现Ni-P镀层经200 ℃热处理后仍保持非晶态结构并且结合强度更好,升温至300 ℃后开始析出Ni3P相,镀层转化为混晶态结构。采用电化学试验方法研究经200 ℃热处理后Ni-P镀层及常用钢材20R、ND钢和316L不锈钢的耐蚀性,发现Ni-P镀层相对于20R、ND钢和316L不锈钢在5%硫酸溶液中的自腐蚀电位更高,为-234 mV,自腐蚀电流密度更小,为3.8687×10-6 A·cm-2,电荷转移电阻更大,为954.9 Ω·cm-2,体现了更好的抗硫酸腐蚀性能;对四种材质在60 ℃不同浓度硫酸溶液中进行实验室均匀腐蚀试验,它们的年腐蚀率排序为20R＞＞ND＞＞Ni-P＞316L。     

Q235钢表面化学镀Ni-P的研究

利用正交试验方法研究了Q235钢表面化学镀Ni-P工艺对镀层质量,组织结构和性能的影响规律.结果表明:各因素对镀速影响的显著性顺序是:施镀温度＞硼酸(络合剂)加入量＞pH值＞镍磷比[Ni2 ]/[H2PO2]＞乙酸钠(缓冲剂)加入量;Q235钢表面化学镀Ni-P的最佳工艺参数为:pH值5.4,施镀温度为80℃,镍磷比0.28(硫酸镍15 g/L,次亚磷酸纳20 g/L),硼酸5.5 g/L;所得镀层硬度为Q235钢基体硬度的3.4倍,获得了磷含量超过11%的非晶镀层.     

三种镍基合金化学镀镀层的耐蚀性能

本工作沉积出了高磷含量的Ni-P合金镀层和Ni-W-P、Ni-W-P/Pr2O3镀层.利用浸泡试验对比了三种镀层在5%NaCl溶液中的耐蚀性能,利用极化曲线法对比了三种镀层在3.5%NaCl水溶液中的腐蚀电化学行为.结果表明,三元合金镀层具有比二元合金镀层更优异的耐蚀性能,三元合金镀层在添加稀土后耐蚀性能进一步提高.镀层的低孔隙和易钝化现象是其耐蚀性能高的重要原因.     

碳纤维增强镁基复合材料表面化学镀镍Ni-P合金层

    用碱式碳酸镍作为化学镀液主盐,在T300碳纤维增强AZ91复合材料表面化学镀Ni-P合金层.采用SEM扫描电镜、EDS能谱仪和X射线衍射仪研究镀层的成分和结构.结果表明,经过化学镀Ni-P的复合材料表面有大小均匀连续的胞状凸起,镀层均匀、致密没有缺陷,主要成分是Ni和P,其中Ni为非晶态结构,P含量为8.5％,镀层属于耐腐蚀性能较好的中等磷含量镀层.动电位极化曲线测试表明,化学镀Ni-P处理后复合材料的自腐蚀电位升高250mV,说明化学镀Ni-P层可以明显改善碳纤维增强镁基复合材料的耐腐蚀性能.