硕士论文-镁合金在中性镀液中直接化学镀NiP工艺及镀层性能的

太原理工大学硕士学位论文镁合金在中性镀液中直接化学镀Ni-P工艺及镀层性能的研究姓名：陈志勇申请学位级别：硕士专业：材料加工指导教师：李忠厚20080501镁合金在中性镀液中直接化学镀Ni-P工艺及镀层性能的研究作者：陈志勇学位授予单位：太原理工大学相似文献(10条)1.会议论文王芳.俞宏英.王建涛.孙冬柏.孟惠民.杨德钧AZ91D镁合金直接化学镀Ni-P的研究2006为了探讨直接化学镀Ni-P对AZ91D镁合金的保护效果,本文利用GT-7012-TTable磨损机、Chi660b型电化学测量系统和YWX/Q-150型盐雾箱等研究了AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P镀层的耐蚀性和耐磨性,采用SEM观察了镀层的表面形貌,Leica显微硬度计测试了镀层的显微硬度.结果表明:本研究获得的化学镀Ni-P合金工艺可以使AZ91D镁合金表面直接化学镀获得平整、光亮、致密、结合力良好的Ni-P合金镀层,该镀层不仅可以提高镁合金的耐蚀性,还可以使镁合金的耐磨性能及硬度值明显提高.2.会议论文王周成.唐毅.彭淑合镁合金化学镀Ni-B工艺及镀层性能研究2007镁及其合金作为结构材料的应用潜力与现实之间存在着巨大反差,造成这种现状的主要原因是镁的腐蚀问题，即较差的耐蚀性是制约镁合金发挥潜力的瓶颈。化学镀Ni-B合金是一种优良的功能镀层,不仅具有高硬度,良好的耐磨性和耐蚀性,而且其可焊性和电学性能良好,可在某些电子元器件上代替镀金、镀银,经济效益十分可观。在镁合金表面化学镀Ni-B合金,不仅可以解决镁合金的耐蚀性问题，还可把镁合金本身的优良性能与Ni-B合金镀层的独特功能性能相结合,大大拓宽镁合金的应用空间。3.学位论文李建中镁合金化学镀的研究2005镁合金具有许多优良性能，已受到各领域广泛关注。然而，镁合金化学活性较高，耐蚀耐磨性差，限制了其更广泛应用。化学镀可以提高镁合金耐蚀耐磨等性能。但多年来镁合金化学镀主盐多以碱式碳酸镍或醋酸镍为主，成本高，稳定性差。因此，以低成本硫酸镍为主盐的镁合金化学镀及动力学研究具有重要的理论意义和实际意义。本文结合XRD、SEM、EDS及电化学测试等检测方法，对镁合金的预处理过程、以硫酸镍为主盐化学镀液、新的化学镀工艺、化学镀层孔隙特征、孔隙率检测方法及化学镀的动力学等方面进行较为系统地研究。系统研究含氟或无氟溶液中镁合金质量随时间的变化，结合SEM、EDS及电化学测试等检测，明确了镁合金在溶液中的行为规律即镁合金与氢氟酸溶液反应可达到平衡，平衡时表面Mg/F成分比约为(质量比)11.3：1，氢氟酸的浓度只能加快反应达到平衡的时间；在体积比小于5：6氢氟酸和硫酸混合酸中，活化后的镁合金表面形成一层“钝化膜”，其质量随时间的变化无明显改变，当其体积比超过5：7时，镁合金表面“钝化膜”被破坏，其质量迅速下降；含氟酸性硫酸镍溶液中，活化后的镁合金处在“钝化”状态，与溶液不发生反应；含氟离子和碳酸根离子的酸性硫酸镍溶液中，活化后的镁合金与溶液中镍离子发生置换反应，且随溶液pH值增加镁合金质量增加加快；无氟酸性硫酸镍溶液中，活化后镁合金发生腐蚀，但缓冲剂可以缓解镁合金的腐蚀状况，碳酸钠的缓冲能力强于醋酸钠或硼酸钠；活化后的镁合金表面氟化物在无氟溶液中不具有耐蚀性。以醋酸镍为化学镀主盐，考察了化学镀初期镀层的生长情况。结合XRD、SEM和EDS等测试，明确了镁合金化学镀的初期行为。研究发现，Ni-P层主要先生长于MgF2膜和MgO膜交界处，Ni-P层生长优先覆盖MgF2膜；直接化学镀4min后，可以进行以无氟酸性硫酸镍为主盐第二步化学镀；“两步”化学镀层为高磷非晶态，表面光亮，且耐蚀性良好，镀层与基体的结合力优于直接化学层与基体的结合力；化学镀初期镁合金基体腐蚀与镀层生长同时竞争存在；只有化学镀速大于镀液腐蚀基体速度，镁合金化学镀得以顺利实现。以镍基材料为试样，通过对以硫酸镍为主盐的镁合金化学镀液的研究发现，加速剂A对提高酸性化学镀速明显优于其它加速剂，以此为加速剂，实现了以硫酸镍为主盐的镁合金酸性化学镀镍。研究结果表明，络合剂丁二酸和稳定剂硫脲适合于镁合金酸性化学镀。XRD、SEM、EDS和电化学测试检测结果显示，酸性镀层均匀致密，颗粒粗大，颗粒之间结合紧密，且孔隙率小，属于中磷化学镀层，化学镀层非晶特征明显，其自腐蚀电位提高到-0.3V左右，阳极钝化区间达400mV左右。开发出“无氟绿色环保”的镁合金碱性化学镀液。研究发现缓冲剂Na2CO3在碱性化学镀液中有着重要的作用，其不仅可以提高化学镀速，且可调节镀层与基体之间的结合力及缓冲化学镀过程pH值变化；优化出碱性化学镀的工艺条件为镀液pH值8.5～11.5，络合剂柠檬酸钠的浓度30g/L，镀液温度(77～83)℃。碱性镀层均匀致密，孔隙率少，属于晶态特征明显的低磷镀层，化学镀层与镁合金基体结合力良好，镀层的硬度为867.21HV。以微弧氧化为镁合金化学镀前处理工艺能提高镁合金氧化膜的耐蚀性，并经SnCl2敏化、PdCl2活化后，可以在镁合金微弧氧化膜上顺利地实现以硫酸镍为主盐的“无氟酸性”化学镀。XRD、SEM、EDS和电化学测试等检测表明微弧氧化膜上化学镀层细小致密，孔隙率小，自腐蚀电位提高为-0.2V左右，钝化区间达近800mV，化学镀层与镁合金基体结合力得到明显的加强。以铝合金、钢铁等化学镀层孔隙率的测定方法为参考，通过试纸法，确定了镁合金化学镀层孔隙率的测试方法。研究结果表明指示剂铬黑T比较适合镁合金化学镀层孔隙率的测定。以此方法系统地研究了化学镀液参数对孔隙率的影响。由研究结果得知丁二酸的浓度变化对孔隙率影响缓慢，缓冲能力强的碳酸钠能更有效地降低化学镀层的孔隙率。结合SEM和电化学测试结果，验证了本文所提出孔隙率测定方法的可行性，该方法可以简单、有效、快速地得出镀层的孔隙率。提出了镁合金化学镀的物理模型；阐述了化学镀的镍沉积与腐蚀并存竞争机制及其得以实现的关键步骤；依据线性回归法，建立了镁合金酸性化学镀动力学方程：logv=8.69+0.94log[H2PO2-]+0.48log[L]+0.15log[M]+0.07log[N]+0.23pH-3847.1/T动力学方程计算的结果与实验情况基本相吻合。以镁合金酸性化学镀动力学方程为依据，结合实验情况，确定了以硫酸镍为主盐的镁合金酸性化学镀得以实现的基本条件为化学镀速须大于约25μm/h。4.期刊论文李建中.田彦文.崔作兴.LiJianzhong.TianYanwen.CuiZuoxing镁合金微弧氧化-化学镀的研究-稀有金属材料与工程2007,36(3)利用能谱分析(EDS)、扫描电镜(SEM)和电化学测试等分析手段,研究了以微弧氧化为前处理,以硫酸镍为主盐的镁合金无氟酸性化学镀工艺及其镀层性能.结果表明:微弧氧化膜可以有效地防护镁合金,在其表面实现以硫酸镍为主盐的无氟酸性化学镀,得到了对环境友好的化学镀新工艺;所得微弧氧化-化学镀层致密、颗粒细小,镀层HV硬度为10195MPa,耐蚀性能显著提高,自腐蚀电位提高为-0.2V左右,钝化区间达800mV左右;化学镀层与镁合金基体结合力明显加强.5.会议论文赖奂汶.丁汀.黄清安镁合金化学镀(电镀)的研究进展2007该文简要地介绍镁合金的独特的性能和应用领域;重点介绍了:1、镁合金化学镀(电镀)的前处理的进展,推出了一些无铬(Cr'6+),无氰、无氟的前处理工艺。2、镁合金化学镀液无氟以及用硫酸镍作主盐的化学镀镍体系。3、介绍了镁合金电镀锌,锌一镍合金,镀银,镀铝等工艺。6.学位论文闫佳AZ31镁合金表面化学镀Ni-B薄膜的研究2009随着镁的生产加工技术的发展和不断完善，镁合金材料已经成为继钢铁、铝合金之后的第三大金属结构工程材料，在全世界范围内得到迅猛的发展，并且被越来越广泛地应用到汽车、家电、通讯电子、轻便工具、航空航天、军事工业等领域。但是由于镁合金的标准电极电位很低，约为-2.37V，较差的耐蚀性是制约镁合金发挥潜力的瓶颈。镁合金工件在使用前必须经过一定的表面处理工序来提供保护，化学镀是对镁合金工件进行保护的有效方式之一，得到的镀层不仅具有较高的耐蚀性和耐磨性，并且还具有金属特有的导电、导热、钎焊以及磁性等性能。本文主要针对A231变形镁合金表面化学镀Ni-B工艺进行研究，首先优化了化学镀过程中的前处理工艺，选择化学镀Ni-B镀液成分体系并分析了化学镀液中各组成成分对镀速的影响。研究结果表明：(1)优化得到了较为优异的CrO3+KF酸洗工艺；优化后得到了较为优异的HF活化工艺，能够形成MgF2的中间转换层以保护试样不被镀液腐蚀。(2)采用ZnSO4浸锌工艺，当浸锌温度分别取为60℃、70℃、80℃，浸锌时间分别为2min、4min、6min、8min、10min时，同一浸锌温度下，浸锌层厚度随浸锌时间的增加逐渐增厚，同时锌颗粒大小随时间的增加逐渐增大。同一浸锌时间下，浸锌层厚度随浸锌温度的增加逐渐增厚，同时锌颗粒大小随温度的增加逐渐增大。(3)浸锌工艺对镀层的性能有较大影响，优化得到较为优异的浸锌时间参数为一次浸锌2min，退锌5-7s，二次浸锌15s，二次浸锌后锌颗粒和锌层厚度都小于一次浸锌后，因此二次浸锌后的Ni-B镀层更为平整致密，镀层显微硬度为458HK，明显高于镁合金基体硬度77HK；二次浸锌后的镀层与基体的结合力明显高于一次浸锌镀层，耐蚀性也有明显提高。(4)化学镀Ni-B薄膜的镀速随温度的升高而增加，在50℃时沉积速度很低，而随着温度的升高，到90℃时，Ni-B镀层沉积速度约为22.08μm/h。(5)化学镀Ni-B镀层的镀速分别随主盐NiCl2、络合剂乙二胺、NaOH浓度的增加，呈现先增大后减小的趋势。(6)化学镀Ni-B镀层的镀速随还原剂NaBH4浓度的增加，呈持续上升趋势。在NaBH4浓度为0.2g/L时，Ni-B镀层沉积速度约为8.57μm/h，而当NaBH4浓度达到1.6g/L时，Ni-B镀层沉积速度约为23.66μm/h。7.会议论文赖奂汶.丁汀.黄清安镁合金化学镀(电镀)的研究进展2007该文简要地介绍镁合金的独特的性能和应用领域;重点介绍了镁合金化学镀(电镀)的前处理的进展,推出了一些无铬(Cr'6+),无氰、无氟的前处理工艺。镁合金化学镀液无氟以及用硫酸镍作主盐的化学镀镍体系。介绍了镁合金电镀锌,锌-镍合金,镀银,镀铝等工艺。8.会议论文刘新宽.向阳辉.胡文彬.丁文江氟化物膜的性质研究及其对镁合金化学镀过程的影响2004镁合金化学镀前处理过程中形成的氟化物膜的组织结构以及化学状态对化学镀过程有很大影响.采用采用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、扫描俄歇显微镜(SAM)分析以及理论计算等方法,研究了氟化物膜的组织结构以及化学成分,对氟化物膜的化学稳定性进行了分析,研究了氟化物膜对化学镀镍的初始沉积以及镀层与基体结合的作用.结果表明,氟化物膜是一种厚度约为1.4-1.8μm非均匀的多孔膜,化学万分主要是F,O,Mg.活化液的组成,前处理方式对氟化物膜万分均有很大影响.氟化物膜在镁合金化学镀液中能稳定存在,因而可以很好地保护镁基体不受腐蚀.氟化物膜的成分决定了化学镀镍的初始沉积速度,氟化物膜最终以夹杂形式存在于镀层之中.9.期刊论文彭淑合.贾飞.唐毅.王周成.PENGShu-he.JIAFei.TANGYi.WANGZhou-cheng镁合金直接化学镀Ni-B镀层的腐蚀电化学行为研究-腐蚀科学与防护技术2009,21(2)研究了镁合金表面化学镀Ni-B合金的电化学行为,采用电化学动电位扫描极化曲线和交流阻抗研究了Ni-B镀层的腐蚀电化学行为,结果表明,Ni-B镀层在3.5%NaCl溶液中具有优良的耐蚀性能.所得Ni-B镀层的自腐蚀电位在-400mV左右,相对于基体-1460mV提高了1000mV,自腐蚀电流密度小于0.7μA/cm2,相对于基体28.5μA/cm2降低了近两个数量级,说明Ni-B镀层能够有效地提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能,使AZ91D镁合金在3.5%NaCl溶液腐蚀介质中的