实验一开题报告终极版

13级综合实验开题报告化学镀Ni-P表面镀层的制备专业：材料科学与工程小组成员：指导老师：日期：2016年9月6日目录1.选题背景和意义2.化学镀Ni-P镀层形成原理3.试验设计4.质量控制与检测5.镀层测试实验6.废液的处理7.参考资料1.选题背景和意义化学镀Ni-P作为一种比较新的表面处理工艺被广泛应用于工业的各个领域,这主要是由于它具有优良的抗腐蚀性,可焊性和耐磨性等优点。2.化学镀Ni-P镀层形成原理1)镀液在加热时，通过次亚磷酸根水溶液中脱氢，而形成亚磷酸盐，同时放出原子氢，即H2PO2-+H2O→H2PO3-+2[H]；2)镀液中原子氢吸附在被催化后的金属表面上，使镀液中的Ni2+还原，在镀件表面上沉积金属镍：Ni2++2[H]→Ni+2H+；3)随着次亚磷酸根的分解，还原出磷：H2PO2-+[H]→H2O+OH-+P；4)镍原子与磷原子共同积积而形成Ni-P合金3.试验设计本实验主要分为四个部分：1)试样准备；2)施镀前处理；3)施镀；4)镀层质量分析及测试。化学镀制备一镀层工艺流程(1)基体表面处理经由粒度分别为600，800，1500目的砂纸由粗及细依次打磨成为表面光滑、无锈且光亮的试样。并测出试样长、宽和高。(2)丙酮超声波清洗清洗5分钟。金属基体表面状况示意图施镀前处理(3)碱性除油在50℃碱性除油液中超声清洗10min，后用蒸馏水超声波清洗，最后用吹风机吹干。除油液配方(4)酸洗除去表面的氧化皮和锈蚀物，并提高其表面活性。酸洗时间为10s。酸洗液配方(5)表面活化用体积分数5%的HCl溶液处理30秒-1分钟，用于化学镀前打底，提高镀层的附着力，称重并记录下镀前试样重量m1。注意：每次水洗都要用蒸馏水清洗施镀化学镀镍溶液由主盐即镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、稳定剂、加速剂、表面活性剂及光亮剂等组成。具体的镀液配方1)准确称取计算量的硫酸镍，还原剂（次磷酸钠），络合剂（柠檬酸），稳定剂（乙酸钠、丁二酸、丙酸），分别用少量蒸馏水或去离子水溶解；2)将完全溶解的硫酸镍溶液，在不断搅拌下倒入含络合剂的溶液中；3)将完全溶解的次磷酸钠溶液，在剧烈搅拌下倒入2)已配制好的溶液中；镀液配制步骤4)将稳定剂溶液在充分搅拌作用下，倒入3)溶液中；5)用蒸馏水稀释至计算体积；6)用硫酸或氨水调整pH值至4.8，体积控制在500ml；7)将盛有镀液的烧杯置于90℃左右的恒温水浴中。化学镀制备示意图Ni-P装置制作镀层1)当镀液温度达到84-86℃时，将碳钢片浸入镀液中开始施镀；2)搅拌镀液，测定并调节控制镀液酸度在PH=4.8左右，补充镀液，用硫酸和氨水随时检测和调整PH稳定；3)2h后取出碳钢片，用去离子水冲洗并用吹风机吹干。用电子天平称重，记下m2。将镀好的试样放入干燥器中以防止表面被污染。4.质量控制与检测(1)镀速的测定方法镀速反映了Ni-P镀层在镀件表面的充填度，用单位时间单位表面积上的增重来表示镀速的大小，其单位为g/(mm2·h）。(2)镀层质量的评价用肉眼或低倍放大镜观察施镀后试样表面是否有麻点、变色、裂纹、起皮、粗糙、脱落等缺陷。方法一：标准热循环测试，即试样在300℃加热1h，立即投入室温冷水中，反复五次后用五倍放大镜观察镀层是否有起泡、剥落现象；方法二：划痕实验，用小刀在试样表面划五纵五横，相距为1mm，深入基体，用五倍放大镜观察划痕交错处是否起泡、剥落。5.镀层测试实验6.废液的处理镀前处理主要为去除油污锈蚀，产生的污水主要为油污水和酸碱废水。油污水可利用油水分离器回收，处理酸碱水的简单方法是只进行酸碱中和，达到排放标准就可以。•镀前废液的处理•化学镀镍废水的处理化学镀镍液的废水来源大致有两个，即镀镍废液（老化液）和镀镍清洗液。目前处理主要采用多种方法配合和综合使用，即化学沉淀分离法，电解法，离子交换法，催化还原法等。7.参考资料[1]胡浩,邓昭平,杨敬义,蒋悦清,何志奎.碳钢化学镀Ni-P合金的制备与镀层增厚的研究[J].热加工工艺,2013,08:151-154.[2]刘学忠.化学镀Ni-P及Ni-P-PTFE耐海水腐蚀性能研究[D].中国海洋大学,2010.[3]李永刚.锆铝合金化学镀Ni-P镀层工艺研究[D].河北科技大学,2013.[4]Wojewoda-BudkaJ,Wierzbicka-MiernikA,Litynska-DobrzynskaL,etal.MicrostructurecharacteristicsandphasetransformationsoftheNi-PandNi-P-Reelectrolessdepositedcoatingsafterheattreatment[J].ElectrochimicaActa,2016,209:183–191.谢谢大家！