周亚茹
,
张珊
,
聂林林
,
朱泽洁
,
张鉴清
,
曹发和
,
张俊喜
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64428-X
为了提高 AZ91D 镁合金的耐蚀性能和显微硬度，通过电沉积方法制备 TiN 纳米粒子掺杂的 Ni?P?TiN复合涂层。应用扫描电镜、能谱和 XRD 等手段研究涂层的表面、界面形貌和显微组成，并结合电化学方法研究涂层的耐蚀性能。研究结果表明，经过活化、浸锌和预镀层等系列复杂前处理，可有效提高镁合金在电镀液中的稳定性和涂层结合力，TiN 纳米粒子可以通过电沉积方式掺杂至 Ni?P 基体中。TiN 纳米颗粒和后续热处理可以有效提高 Ni?P 涂层的显微硬度。腐蚀结果表明 Ni?P?TiN 复合涂层的耐蚀性能比裸 AZ91D 镁合金大幅增加。在短期浸泡内，Ni?P?TiN 的耐蚀性能与没有 TiN 纳米粒子掺杂的 Ni?P 涂层相当，但 TiN 纳米粒子对于提高复合涂层长期耐蚀性能具有重要影响。
关键词:
AZ91D
,
复合涂层
,
TiN 纳米粒子
,
电沉积
,
耐蚀性能
周亚茹
,
朱泽洁
,
聂林林
,
张鉴清
,
曹发和
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.07.002
目的：发展具有空间分辨的腐蚀电化学研究方法。方法用电沉积方法在铜基体上制备 Ni 和Ni-P涂层，应用扫描电镜和XRD检测涂层表面形貌和晶体结构，采用扫描电化学显微镜（SECM）研究Ni和Ni-P涂层在不同浓度NaCl溶液中的失效行为，并结合COMSOL多物理场软件建立二维和三维模型，模拟量化活性点大小和反馈机制。结果低浓度Cl?对于纯Ni涂层具有活化作用，增加Cl?浓度会促进腐蚀发生。Ni-P合金涂层在低浓度NaCl溶液中，短时间内保持良好的稳定性，浸泡6 h后，低P合金涂层出现典型的活性点和腐蚀产物，而高P合金涂层在浸泡24 h后出现腐蚀产物和活性区域。0.1 mol/L的NaCl溶液促进低P合金涂层局部腐蚀的发生，而涂层在0.3 mol/L NaCl溶液中则以发生均匀腐蚀为主。逼近曲线及其模拟结果表明，腐蚀产物对于FcMeOH的电化学过程完全失活，而新鲜Cu表面对FcMeOH氧化还原过程受扩散控制。三维模拟结果显示，低P合金涂层失效过程中活性点大小接近10μm。结论 Ni和Ni-P合金涂层的失效过程中活性点的形成、腐蚀产物的生成和累积过程与SECM面扫描图谱中正负反馈效应相关，Cl?促进腐蚀发生，其浓度影响腐蚀类型。COMSOL多物理场模拟明确反馈效应与探针和基底的距离有关，Ni-P涂层失效活性点大小在微米级。
关键词:
Ni-P合金涂层
,
SECM
,
COMSOL模拟
,
活性点
,
分辨率
