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快速化学镀Ni-Zn-P合金工艺及镀层性能

王梓杰 , 王帅星 , 周海飞 , 钱洲亥 , 赵晴 , 王敏 , 葛文娜 , 熊艳 , 黄勇

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.08.005

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ZnSO4·7H2 O 8 g/L,NiSO4·6H2 O 35 g/L,NaH2 PO2·H2 O 20 g/L,NH4 Cl 50 g/L,C6 H5 Na3 O7·2H2 O 70 g/L,稳定剂1.5 mg/L,pH=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。

关键词: Ni-Zn-P镀层 , 化学镀 , 镀速 , 成分 , 耐蚀性

Ni-金刚石复合共沉积过程研究

周海飞 , 祝郦伟 , 钱洲亥 , 洪灿飞 , 杜楠 , 陈建伟 , 周飞梅

稀有金属材料与工程

利用复合电沉积技术制备了Ni-金刚石复合镀层,研究了溶液中微粒悬浮量对复合量的影响,并从两步吸附、微粒传输及界面作用力等不同角度初步探讨了金刚石微粒进入镀层的共沉积过程.结果表明:在研究范围内,随溶液中金刚石微粒悬浮量的提高,镀层中微粒复合量先升高而后缓慢降低.Ni-金刚石复合镀层的形成与N.Guglielmi的两步吸附模型及Yeh的微粒传输模型不完全吻合.分析认为,金刚石微粒与镍金属的共沉积分2个阶段,第1阶段,微粒依靠搅拌作用传输至电极表面,第2阶段,微粒在高场强协助下通过界面作用力的作用逐渐被沉积金属埋覆.

关键词: 复合电沉积 , Ni-金刚石 , 共沉积过程

纳米磷酸钡在环氧涂层中的防腐蚀机理研究

孙伟 , 祝郦伟 , 刘福春 , 韩恩厚 , 柯伟 , 钱洲亥 , 揭敢新

材料研究学报 doi:10.11901/1005.3093.2015.296

通过水热法制备片状纳米磷酸钡,利用电化学阻抗谱和盐雾试验测试方法,研究纳米磷酸钡对环氧涂层耐蚀性的影响.研究发现,环氧涂层中纳米磷酸钡与金属基体腐蚀产物FeO反应生成不溶性FePO4,在腐蚀区形成隔离层,进而提高涂层的耐蚀性,在本实验中添加5％片状纳米磷酸钡环氧涂层的耐蚀性最高.

关键词: 复合材料 , 纳米磷酸盐 , 输电线路杆塔 , 电力设施防护

α-Al2 O3微粒对铸造Al-Si合金微弧氧化膜耐蚀性的影响

赵晴 , 周永峰 , 周海飞 , 钱洲亥 , 祝骊伟 , 王帅星 , 杜楠

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.020

目的：通过共生沉积技术将α-Al2 O3微粒引入到铸造Al-Si合金微弧氧化膜中,并研究其对膜层耐蚀性的影响。方法利用SEM和XRD分析α-Al2 O3微粒对微弧氧化膜微观结构及成分的影响。通过极化曲线、交流阻抗谱及中性盐雾试验评价膜层的耐蚀性。结果α-Al2 O3微粒复合改变了微弧氧化膜的组成及结构。微弧氧化膜呈双层结构,表面存在大量微孔,主要组成为γ-Al2 O3；加入α-Al2 O3微粒后,微弧氧化复合膜的表面微孔大幅减少,致密度提高,且膜层中α-Al2 O3相增多。此外,α-Al2 O3微粒复合改善了微弧氧化膜的耐蚀性。微弧氧化膜在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的自腐蚀电流密度约为1.476×10-5 A/cm2,多孔层电阻Rp及阻挡层电阻Rb分别为0.259 kΩ·cm2及69.18 kΩ·cm2,耐盐雾试验时间为1200 h。加入α-Al2 O3微粒后,微弧氧化复合膜的自腐蚀电流密度仅为微弧氧化膜层的28%, Rp大幅增加至274.5 kΩ·cm2,且Rb 也上升了一个数量级,耐盐雾试验时间可达1440 h。结论α-Al2 O3微粒的引入可以大幅提高铸造Al-Si合金微弧氧化膜的耐蚀性。

关键词: 铸造Al-Si合金 , 微弧氧化 , α-Al2O3微粒 , 复合膜 , 电化学 , 耐蚀性

搅拌在Ni-diamond复合电沉积中的电化学行为

周海飞 , 钱洲亥 , 祝郦伟 , 杜楠

稀有金属材料与工程

在测定Ni-diamond复合电沉积体系阴极极化曲线、电化学阻抗谱及微分电容曲线等基础上,分析了搅拌强度对界面双电层的影响规律,推断出复合量随搅拌强度增强的变化趋势,以此探讨搅拌强度在Ni-diamond复合电沉积中的电化学行为.结果表明:Ni-diamond复合体系于搅拌强度在440～480 r/min时具有更大的阴极极化、更大的法拉第电阻及更低的双电层电容,致使微粒具有更高的电泳速度,且此时阴极表面在析出电位附近荷正电,而过强或过弱的搅拌均使电极表面荷负电.电化学测试结果表示搅拌强度在440～480 r/min时可具有更高的复合量,工艺实验结果与电化学测试结果相吻合.

关键词: 搅拌强度 , 复合电沉积 , Ni-diamond

土壤腐蚀评价方法的实验室对比

陈建伟 , 钱洲亥 , 沈晓明 , 祝郦伟 , 周海飞

腐蚀与防护

采用失重法、极化曲线法、电化学噪声以及电感法分别测定了Q235钢在模拟土壤中的腐蚀行为,并比较了各种方法的优缺点.结果表明,电化学噪声法测得的腐蚀速率与失重法接近,具有原位无损检测、数据真实可靠的特点,可以进行土壤腐蚀机理分析与腐蚀特性研究,该方法在土壤腐蚀研究方面具有较大优势.

关键词: 土壤腐蚀 , 评价方法 , 对比研究

微粒在Ni-diamond复合镀液中的电化学行为

钱洲亥 , 周海飞 , 杜楠 , 田刚强 , 沈晓明 , 陈陈

稀有金属材料与工程

在测定Ni及Ni-diamond 2种电沉积体系阴极极化曲线、电化学阻抗谱及微分电容曲线等基础上,对比研究了金刚石微粒对界面双电层的影响规律,以此探讨微粒在Ni-diamond复合电沉积中的电化学行为.结果表明:金刚石微粒的添加使沉积体系的极化度变小,法拉第电阻增加,双电层电容降低,同时使微分电容值明显降低;进一步分析发现,与影响电极体系法拉第导纳的金刚石微粒在电极表面的覆盖率θF相比,影响非法拉第导纳的覆盖率θNF可更有效的反映能进入镀层的微粒在电极表面的覆盖率;Ni及Ni-diamond两沉积体系的电极表面在沉积电位附近均荷负电,但金刚石微粒的添加使得复合体系电极表面的负电荷密度不及镀镍体系的1/200.

关键词: 复合电沉积 , Ni-diamond , 电化学行为