锌镍合金

电镀锌镍合金1、电镀定义2、电镀锌镍合金的定义3、电镀锌镍合金镀液4、锌镍合金镀层耐蚀性机理5、前景展望电镀(Electroplating):就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。定义锌与锌合金涂层由于给钢板带来包括防腐在内的各种功能而得到广泛应用。在日本，从20世纪60年代经济高速增长时期以来，涂层钢板的产量稳步增长。电镀Zn-Ni合金一般是指以锌为基含有少量镍（10%-15%）的合金，具有优异的耐蚀性，尤其是在恶劣的工业大气及严酷的海洋环境中，锌镍合金镀层作为高性能防护镀层的一种具有广阔的应用前景。电镀锌镍合金：采用电镀的方式将锌镍两种金属电沉积到相关基体表面，形成一层锌镍合金镀层。当镍含量为13%时，锌镍合金镀层的耐蚀性、耐磨性为镀锌层的7-10倍，且具有更好的上漆性、可焊性、低脆性。电镀锌镍合金电镀锌镍合金镀液镀液分为酸性和碱性两种体系：酸性体系镀液典型配方：NiSO4、NiCl2、NaCl、H3BO3、Na2SO3、糖精、香草醛、丁炔二醇等碱性体系镀液典型配方：ZnO、NaOH、Ni2SO4、络合剂、配位剂、添加剂等以往研究的锌镍合金镀液大多是酸性体系。但强碱性镀液比酸性镀液优越,如分散能力好,在很大的电流密度范围内合金镀层比较均匀,工艺容易操作和成本比较低等。碱性溶液电镀锌镍合金原理原理：两种(或者两种以上)金属离子在阴极上共沉积形成均匀细致镀层。合金电镀的条件是：至少有一种金属离子能够从其盐的水溶液中沉积出来，共沉积时两种金属的沉积电位必须十分接近或相等，否则相差太大，电位正的金属则优先沉积，甚至完全排斥电位较负的金属析出。碱性溶液电镀锌镍合金原理碱性溶液电镀锌镍合金正是通过以上原理而进行电化学沉积的，但在碱性锌镍合金共沉积属于异常共沉积。虽然锌的标准电极电位(-0.762V)比镍的标准电极点位(-0.246V)负很多，但电沉积过程中锌却比镍优先沉积，属于异常共沉积，这与锌镍合金电沉积复杂过程有关。碱性溶液电镀锌镍合金原理两种典型的碱性溶液电镀锌镍合金异常共沉积学说：1、Brenne膜吸附机理2、仓知三夫学说Brenne膜吸附机理：在Zn-Ni合金的共沉积过程中,阴极表面析氢,使阴极表面附近的H+浓度下降、pH升高,形成了Zn(0H)2,胶体膜并吸附在阴极表面、增大了Ni2+穿过胶体膜的阻力、抑制了Ni的沉积,而Zn由Zn(0H)2直接放电,沉积不受影响,从而导致了Zn-Ni合金的异常共沉积行为。碱性溶液电镀锌镍合金原理仓知三夫学说：碱性锌镍合金电沉积是异常共沉积，主要是由于锌离子(Zn2+)的存在降低了镍离子的电沉积速度，导致锌离子优先沉积并指出锌镍合金共电沉积过程中镍离子的电沉积分两步进行：均相化学反应步骤：Ni2++H2O-(NiOH)++H+电子转移反应步骤：(NiOH)++2e-—Ni+OH-在双电层中Zn2+与(NiOH)+可能形成了多核化合物[4Zn(OH)Ni(OH)]m+(p≥1，q≥2，m≤10-4p-q)来降低以上两个过程的反应速度。耐蚀性机理一般来说，镀层中的Ni含量对镀层的耐蚀性的影响很大。图中曲线表明含Ni在13wt%左右的镀层最耐蚀,腐蚀电流最小,对钢铁保护最佳。耐蚀性机理Zn-Ni合金的耐蚀性机理可以概括为以下几个方面：（1）Zn-Ni合金镀层对钢铁来说是阳极镀层，具有良好的电化学保护作用；（2）如图1，含镍量在13%左右的Zn-Ni合金属于γ相，是金属间化合物，具有最好的热力学稳定性，所以耐蚀性最高；（3）Zn-Ni合金镀层的腐蚀产物主要是ZnCl2·4Zn(OH)2，该产物均匀致密地覆盖在表面上，且不易导电，对镀层起到保护作用;耐蚀性机理（4）合金中镍的存在对腐蚀反应过程和腐蚀产物产生了有利的影响，使腐蚀反应有利于形成Zn(OH)2保护层，其比较致密，且不易导电当没有镍存在时；腐蚀产物是ZnO，是半导体，且比较疏松，没有防护性。另外，由于镍的存在，使氧的还原电位提高，抑制阴极反应的进行，也使耐蚀性提高;（5）含镍量不同，其晶体结构和腐蚀产物也不同，导致耐蚀性也不一样，由耐蚀性试验得到的耐蚀性顺序为γ相Zn-Ni合金镀层η+γ相Zn-Ni合金镀层α+γ相Zn-Ni合金镀层Zn镀层碱性溶液电镀锌镍合金前景优点：分散能力好，且可在较宽的电流密度范围内得到含镍量较均匀的合金镀层，无氢脆、易钝化处理、成本低、对设备和工件腐蚀性小等优点。缺点：镀层沉积速度慢、电流效率低、不适合铸铁和硬合金钢镀液补充和废液处理困难等问题。碱性溶液电镀锌镍合金前景这就要求，在今后的研究过程中进行深入地研究，寻求更加优良的配位剂和添加剂在保证镀层性能的情况下，进一步提高电流效率及镀液的稳定性，获得电流密度范围宽、镀液稳、定耐用效率高、耐蚀性好的光亮镀层，复合配位剂、添加剂，可能是目前和今后研究主要方向。总之，锌镍合金是一种新型防护性镀层，具有极高的耐蚀性和优良的力学性能，具有发展前景，但其工艺条件还不够成熟还需进一步深入的研究。Theend,thankyou.材料与能源学部刘晓东电镀锌镍合金