Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层制备及耐蚀性的研究

目的提高金属材料在海洋环境下的耐蚀性。方法采用化学镀方法在Q235碳钢表面施镀Ni-Zn-P合金镀层和Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层,采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对镀层表面形貌和断面成分进行了分析。结果 Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层相对于Ni-Zn-P合金镀层胞状组织更加均匀平滑,胞与胞的边界结合更加连续致密。Ni-Zn-P合金镀层断面厚度为6.5μm左右,锌和磷的质量分数分别约为4%和14%。Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层断面总厚度约7.5μm,内层镀层的厚度约2.3μm,磷的质量分数约为9%;外层镀层厚度约5.2μm,锌和磷的质量分数分别约为5%和11%。在5%Na Cl溶液中腐蚀144 h后,Ni-Zn-P合金镀层遭到了严重的破坏,有许多裂纹,而Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层仍然连续完整,没有严重的破损,只是局部腐蚀,这说明双层镀层更耐蚀。结论 Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层腐蚀速率明显低于Ni-Zn-P合金镀层,相对于Ni-Zn-P合金镀层耐蚀性更好。     

快速化学镀 Ni-Zn-P 合金工艺及镀层性能

目的确定快速化学镀Ni-Zn-P合金的工艺。方法通过一系列实验,研究主盐含量、pH值、温度、时间等对镀层沉积速度及镀层锌镍比的影响,确定最优工艺条件。借助SEM,EDS,XRD及电化学方法分析镀层微观形貌、成分及耐蚀性。结果在ZnSO4·7H2O8 g/L,NiSO4·6H2O 35 g/L,NaH2PO2·H2O20 g/L,NH4Cl 50 g/L,C6H5Na3O7·2H2O 70 g/L,稳定剂1.5 mg/L,p H=9.0,温度90~95℃的条件下,化学镀Ni-Zn-P合金沉积速度为5~6μm/h,镀层中Zn质量分数为8%~10%,P质量分数为6%左右,Ni质量分数为80%~85%。Zn的存在使Ni呈现出晶态结构,在XRD谱图上2θ=45°及2θ=52°位置分别出现了Ni(111),Ni(200)衍射峰。施镀时间不会影响镀层成分,但会影响镀层耐蚀性。施镀1.5 h时,镀层厚度约为9~10μm,其耐蚀性略好于相同厚度的Ni-P镀层。结论 Ni-Zn-P化学镀沉积速度较快,8%~10%的Zn使镀层中Ni呈晶态结构,且改善了镀层耐蚀性。     

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.     

磷含量对Ni-Zn-P合金镀层组织及成分的影响

采用碱式化学镀法在Q235钢表面施镀Ni-Zn-P合金镀层,研究了P含量对Ni-Zn-P合金镀层组织和成分的影响。结果表明,随P含量的增加,Ni-Zn-P合金镀层的表面组织由不均匀、漏镀到连续致密的胞状组织。镀层中Ni含量在80wt%左右,P含量逐渐增加,而Fe含量明显减少,可见镀层对基体覆盖程度增加。镀速随还原剂浓度增加呈升高趋势,镀液的活性也随之升高,但是,还原剂浓度过高会导致镀液自发分解,因此控制还原剂浓度在15~20 g/L时为宜。     

铝合金化学镀镍工艺研究

对6061铝合金化学施镀了Ni-P合金镀层.以硬度为考察指标正交优化了化学镀镍液,其优化配方为:NiSO4·6H2O 25g/L,NaH2PO2·H2O 25 g/L,CHCOONa·3H2O 20 g/L,C3H6O3(乳酸)20 g/L.探讨了十二烷基硫酸钠、温度、pH值对镀层性能的影响,研究结果表明:当质量浓度为...     

超声波化学镀制备磁性PS微球的研究

采用超声波化学镀法对PS微球包覆Ni-P合金磁性镀层,工艺条件为:硫酸镍NiSO4·6H2O,40 g/L;次亚磷酸钠NaH2PO2·H2O,25 g/L;柠檬酸钠Na3C6H5O7·2H2O,50 g/L,pH:10.采用XRD、SEM、DSC、VSM分析镀层结构、形貌以及磁性.结果表明,在超声波作用下,在PS微球表面Ni-P镀层沉积均匀,结合紧密,表面光滑;微球的饱和磁化强度为2.348 A/m,在磁场中所受力大于重力,能满足悬浮要求.     

Ni-Zn-P三元合金化学镀镀液配方优化研究

研究了镀液配方对化学镀Ni-Zn-P三元合金施镀效果的影响,探明了镀速、镀层硬度及其腐蚀防护性,以及镀层Ni,Zn和P含量的变化规律,确定了含Zn 9.50~16.57和P 7.55~13.59 (质量分数,%) 的Ni-Zn-P镀层制备工艺。对典型试样进行了SEM和XRD分析以及耐酸、耐碱及耐盐溶液腐蚀性能测试,结果表明：镀层表面平整、均匀,结构致密,具有典型的胞状/球状及条带状微观形貌;镀层主要由非晶、微晶或其混合相组成,其中Zn和P固溶于fcc的Ni晶格中;镀层耐盐、耐碱腐蚀能力较强。     

Mg对Zn-6%Al镀层凝固组织的影响及耐腐蚀性的研究

研究了Mg含量对Zn-6%Al合金镀层凝固组织及其耐腐蚀性能的影响。结果表明,Mg对合金镀层凝固组织和耐腐蚀性的影响明显,当Mg含量在3%以内时,随着Mg含量的增加,镀层凝固组织中出现了耐腐蚀相MgZn2,晶粒不断细化,形成了Zn/Al/MgZn2三元共晶,并且随着Mg含量升高更加均匀致密,镀层的耐腐蚀性不断增强;当Mg含量达到3%时,镀层的耐腐蚀性能最好;Mg添加量超过4%后,镀层耐蚀性有所下降,进一步添加Mg镀层会出现漏镀等质量缺陷。XRD分析表明,含Mg镀层表面经过盐雾腐蚀后主要形成具有优良耐腐蚀性的腐蚀产物Zn5(OH)8Cl2.H2O,Mg促进了腐蚀产物Zn(OH)2向Zn5(OH)8Cl2.H2O的转变,有利于镀层耐腐蚀性的提高。     

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。     

镁合金化学镀Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层及腐蚀防护机理研究

目的为提高镁合金化学镀Ni-P合金镀层的腐蚀防护性能。方法在AZ31B镁合金表面,先化学镀Ni-Cu-P,再化学镀Ni-P,制备Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层。研究复合镀层的表面形貌、成分、厚度和腐蚀电流密度随镀液硫酸铜浓度的变化规律,表征1.0 g/L硫酸铜质量浓度下,复合镀层的截面形貌、成分和晶态结构。结合动电位极化曲线和盐雾试验,分析复合镀层的耐蚀性能和腐蚀防护机理。结果复合镀层中的铜含量随硫酸铜浓度的增加而升高,铜对复合镀层的结构和性能影响很大。通过抑制镀层表面胞状物的生长和增加形核点数量,铜的共沉积能够大幅提高复合镀层的致密性。随硫酸铜浓度的增加,样品表面的催化活性下降,镀液稳定性升高,由此导致复合镀层的厚度随硫酸铜浓度的增加而明显下降。硫酸铜质量浓度为1.0 g/L时,复合镀层均匀致密,并具有可钝化性,按照ISO 9227,其耐盐雾腐蚀时间超过180 h。结论化学镀Ni-Cu-P/Ni-P复合镀层能够赋予镁合金表面优异的耐蚀性能,复合镀层所具有的可钝化性和均匀致密的镀层结构,是镀层腐蚀防护性能提升的主要原因。     

温度对化学镀 Ni-P 合金层形貌、硬度及耐蚀性的影响

目的揭示在70~95℃施镀温度范围,Ni-P合金镀层显微形貌的变化规律,并探讨表面形貌结构、合金硬度及耐蚀性能的相关性。方法以施镀温度为变量,通过化学沉积的方法制备Ni-P合金镀层。对镀层表面形貌进行表征,测试镀层硬度,并采用盐酸为腐蚀介质进行浸泡,以相对腐蚀速率表征镀层的耐蚀性。结果在70~95℃的施镀温度范围内,随着温度升高,镀层形貌先趋于致密和平整,而后表面粗化,镀层的硬度和耐蚀性均呈现先提高、后降低的趋势。最佳镀层形貌和硬度值出现在85℃,耐蚀性最好的施镀温度区间为85~90℃。结论当镀液p H值为4.5±0.1,施镀时间为3 h时,施镀的最佳温度为85℃。此条件下制备的镀层表面平整且均匀致密,硬度高,耐蚀性能优异。     

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。     

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。     

低碳钢表面化学镀Ni-Zn-P合金镀层的沉积行为及沉积机理

目的通过研究低碳钢表面碱性化学镀Ni-Zn-P合金镀层的沉积行为及其沉积机理,对化学镀Ni-Zn-P有进一步认识。方法采用碱性化学镀方法,改变施镀时间在低碳钢表面化学镀Ni-Zn-P合金镀层。使用扫描电镜观察合金镀层的表面和断面形貌,用电子能谱仪分析镀层表面和断面成分。结果化学镀Ni-Zn-P合金镀层的形成过程是:固液界面形成原子团→原子团在能量较高的地方择优沉积→原子团累积生长→向周围延伸扩展→覆盖整个机体→形成完整镀层→均匀叠加生长。试样表面成分检测表明,施镀1~3 s内表面出现Ni元素,Ni质量分数在3 min时达到最大值75.93%,此后维持相对稳定;施镀1 min时表面出现P,P质量分数随施镀时间延长而逐渐增加,在30 min时达到最大值12.03%,此后维持相对稳定;施镀5 min时表面出现Zn,随着施镀时间的延长,Zn沉积量变化不大。表面和断面成分分析表明,化学镀Ni-Zn-P合金镀层的沉积过程不是Ni,Zn,P三种元素同时沉积,而是Ni优先沉积,然后Ni和P共沉积,最后Ni,Zn,P三种元素共同沉积。根据能斯特方程算得沉积电位E_(Ni~2+/Ni)=-0.337 V,E_(Zn~2+/Zn)=-0.906 V,两者的沉积电位相差较大,说明该化学镀条件下不能发生合金共沉积。结论推测化学镀Ni-Zn-P合金镀层是催化诱导还原反应沉积机理,即在镍还原诱导下引发的Zn共沉积。     

氧化铝陶瓷表面化学镀镍工艺及镀层性能研究

目的在氧化铝陶瓷表面化学镀金属镍镀层,研究施镀时间对Al_2O_3陶瓷表面化学镀镍层的表面形貌、组织结构、显微硬度、表面粗糙度和镀镍层结合力的影响。方法所用镀液组成及工艺参数为:NiSO_4·6H_2O_25g/L,NaH_2PO_2·H_2O 22g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 64g/L,(NH_4)SO_4 62g/L,pH=5.0~6.0,水浴加热至90℃,施镀时间1~4h。采用NovaNanoSEM50型场发射扫描电子显微镜观察镀层的表面微观形貌,采用TH765型自动显微硬度仪测试镀层硬度,采用OLS4000型三维形貌测量仪测量镀层表面粗糙度,采用压入法和热震试验评价镀层的结合性能。结果施镀时间为1~4h时,1h镀层表面金属光泽性好,呈银白色,4h镀层表面更为细腻,但表面光泽性较差。随着施镀时间的增长,Al_2O_3陶瓷表面化学镀镍层表面越光滑,显微硬度越大。不同施镀时间下的化学镀层均没有出现起泡、片状剥落或者与氧化铝基体分离等现象。结论施镀时间为1~4h时,在温度和pH不变的情况下,随着施镀时间增加,化学镀镍层厚度变化不大,但是镀层颗粒更细小,显微硬度明显提高,表面粗糙度降低,镀层结合力良好。     

AZ31镁合金表面化学镀镍工艺研究

    研究了在AZ31镁合金表面直接化学镀镍工艺,得到了镀液的最佳配方,镀液的成分为25 g/L NiSO₄•6H₂O、25 g/L次亚磷酸钠、15 g/L柠檬酸、10 g/L NH4F、1 mg/L硫脲.在温度为85℃、pH=9.0、反应时间1小时条件下可以在AZ31镁合金表面得到性能良好的Ni P合金化学镀层,镀层厚度超过10 μm.用SEM、XRD和EDS研究了镀层的形貌和物相组成;在3.5%NaCl水溶液中通过测定Tafel极化曲线研究了镀层的耐腐蚀性能.结果表明,Ni-P镀层比基体AZ31镁合金的耐腐蚀性能有极大的提高.