钴含量对Ni-W-Co合金镀层耐蚀性的影响

[目的]研究镀层Co含量对Ni-W-Co合金镀层耐蚀性的影响。[方法]通过调节镀液的钴盐(Co SO_(4)·7H_(2)O)用量,在N80钢表面直流电沉积得到不同Co含量的Ni-W-Co合金。通过镀层厚度测量、成分分析、形貌观察、全浸腐蚀试验、动电位极化曲线测试等方式研究了钴盐质量浓度对沉积速率及合金镀层成分、形貌和耐蚀性的影响。[结果]随着镀液中钴盐质量浓度的增大,沉积速率增大,镀层的Co质量分数增大,表面变得粗糙,耐蚀性先变好后变差。Co SO_(4)·7H_(2)O的质量浓度为2.0 g/L时获得的Ni-W-Co合金镀层在5%Na Cl溶液和土酸溶液(由10%盐酸与5%氢氟酸组成)中的腐蚀速率最低,耐蚀性最佳。[结论]通过调整镀液的钴盐用量可电沉积得到适用于油田环境的耐腐蚀Ni-W-Co合金镀层。

磁控溅射玫瑰金膜层的颜色及抗变色性能

[目的]玫瑰金因其优雅浪漫的颜色而被广泛用于装饰镀膜,但现有玫瑰金镀膜基本采用电镀工艺制备,存在严重的环境污染问题,需要寻求绿色环保的镀膜新工艺。[方法]采用磁控溅射镀膜工艺在316L不锈钢表面沉积Au85玫瑰金膜层。研究了溅射时间、靶电流和基体表面状态对膜层颜色的影响。检测了较佳工艺下所得膜层的抗变色性能。[结果]溅射时间在30 min以内变化时膜层颜色基本不受影响。靶电流从0.5 A增大至1.0 A时,膜层晶粒变粗,亮度下降,色度增大。基体表面状态会影响膜层颜色及不同方向的色差。在靶电流1.0 A下对镜面抛光的316L不锈钢磁控溅射15 min可获得较明亮的红色膜层,该膜层在模拟太阳光照射和人工模拟汗液浸泡试验中都表现出较好的抗变色性能。[结论]磁控溅射Au85玫瑰金镀膜工艺满足绿色环保和工艺饰品表面装饰要求,应用前景良好。

基于机器视觉的飞机电镀部件曲表面无损检测

[目的]为解决机器视觉在曲表面无损检测中算法复杂的问题,以及克服传统光源在曲表面检测中的局限性,开发了一套基于格栅光源的飞机电镀部件曲表面无损检测系统。[方法]该系统通过格栅光对电镀部件曲表面进行成像,随后进行图像分析,包括图像导入、预处理、Blob分析等步骤。[结果]该系统能够快速、准确地检测出电镀部件曲表面存在的缺陷,检测效率高且稳定可靠。[结论]该系统在飞机制造企业及航空公司飞机维护一线的初步工程应用中取得了良好效果,有望进一步推广。

电流密度对发动机轴瓦喷射电沉积镍-纳米氧化铝复合镀层的影响

[目的]研究电流密度对发动机轴瓦表面喷射电沉积Ni-Al_(2)O_(3)复合镀层结构、耐磨性及耐蚀性的影响。[方法]通过表面形貌观察、X射线衍射分析、显微硬度检测、摩擦磨损试验及中性盐雾试验,对比了不同电流密度下所得Ni-Al_(2)O_(3)复合镀层的性能。[结果]当电流密度为60 A/dm^(2)时,所得Ni-Al_(2)O_(3)复合镀层展现出最均匀致密的表面,晶粒尺寸最细小,显微硬度最高(约735.0 HV),同时具有最佳的耐磨性和耐蚀性。[结论]喷射电沉积Ni-Al_(2)O_(3)复合镀层能够显著提升发动机轴瓦的耐磨性和耐蚀性。

热加工铝5A06材料化学氧化膜的色差控制技术

设计并加工了铝5A06的热处理、氩弧焊以及电子束焊工艺样件。分别对3种样件进行了SEM形貌分析、能谱分析,分析结果表明3种处理方法均在样件表面生成了氧化膜,氩弧焊、电子束焊样件在热影响区、焊缝区形成了第二相。首先采用30%的盐酸去除热处理、氩弧焊以及电子束焊样件表面的氧化膜,然后按照1∶3的比例采用HF酸和HNO_(3)的混合酸对3种样件进行酸侵蚀,最后对其进行化学氧化处理,结果表明3种样件表面的化学氧化膜色泽基本一致。

丁炔二醇乙氧基化合物对镍锰镀层的影响

为了获得平整的镍锰合金镀层,在瓦特型镀液中研究了糖精存在下丁炔二醇乙氧基化合物(BEO)对Ni-Mn镀层性能的影响规律。通过线性扫描伏安法探究了BEO对阴极极化的影响,并对电沉积Ni-Mn镀层的表面形貌、晶体结构和显微硬度进行了表征,讨论了Ni-Mn镀层结构和性能变化的可能机制。结果表明:BEO的加入使阴极极化电位向更负的方向偏移,显著抑制金属离子的阴极还原反应,细化了晶粒,有助于获得平整、高显微硬度的镀层。对比经300℃退火后Ni-Mn镀层的硬度和结构发现,从含BEO镀液中获得的镀层的晶粒粗化趋势较小,退火硬化更为明显。

超声波电沉积制备Fe-Ni-Co合金箔

Fe-Ni-Co合金箔是过渡金属合金的一种重要类型,在储氢和磁性材料领域具有巨大的应用前景。本研究在氨基磺酸盐-氯化物电镀液体系中,采用电沉积法在纯钛基底上制备出铁基Fe-Ni-Co合金箔,考察pH值、温度、电流密度、超声波功率对Fe-Ni-Co合金箔的形貌、化学成分、晶体结构的影响。结果表明,当pH=2.0、温度为60℃、电流密度为50 mA/cm^(2)、超声波功率为45 W时,合金箔表面平整且气孔较少,杂质元素含量低,截面成分分布较均匀;合金是以Ni为溶剂、Fe和Co为溶质的置换型固溶体,为面心立方的γ-(Fe, Ni)相,硬度及耐腐蚀性能均较好。

工艺因素对氨基磺酸盐电镀的影响及优化

针对镍钴镀层抗拉强度不能满足工业需求的问题,为改进氨基磺酸盐镀液的电镀工艺,采用电化学工作站、电子万能试验机、显微硬度计、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试方法,设计正交试验,研究温度、主盐浓度和电流密度等因素对电镀反应极化曲线、电化学动力学参数、电镀层抗拉强度、硬度、晶体结构及表面形貌等性质的影响;通过对抗拉强度进行正交和单因素分析,优化得到了最佳实验方案。结果表明:镍盐浓度对电极交换电流密度j0有显著正影响,相应j0值范围是0.002 mA/dm^(2)~1.640 mA/dm^(2);钴盐浓度对析氢副反应有负影响,可降低析氢效率至0.3%;工艺因素对于抗拉强度和硬度的影响程度分别是:温度>钴盐浓度>电流密度>镍盐浓度和温度>电流密度>钴盐浓度>镍盐浓度;优化结果:当氨基磺酸镍400 g/L、氨基磺酸钴30 g/L,温度为50℃,电流密度为3A/dm^(2),其抗拉强度达到853 MPa,维氏硬度为234 HV;温度对氨基磺酸盐电镀体系的性能和镀层质量有显著影响,温度升高时引起镍钴镀层的晶粒由(200)择优取向转为(111)和(220)生长。

电流密度对电沉积CoCrNi中熵合金薄膜显微组织及耐蚀性的影响

[目的]目前CoCrNi中熵合金的制备多采用粉末冶金、熔炼等工艺,存在操作繁琐、成本高等问题。电沉积技术不仅具有操作简单、成本低廉、能耗小等优点,还可通过改变工艺参数来调控薄膜的成分和组织结构。[方法]采用直流电沉积技术在铜基体上制备CoCrNi中熵合金薄膜。采用X射线衍射分析仪(XRD)、场发射电子探针扫描分析仪(FE-EPMA)和能谱仪(EDS)分析了不同电流密度下所得CoCrNi合金薄膜的晶相结构、形貌及元素分布,并通过电化学测量技术研究了电流密度对薄膜耐蚀性的影响。[结果]CoCrNi合金薄膜由球状颗粒及颗粒团簇组成,呈非晶态结构;薄膜中的Co、Cr和Ni元素都均匀分布。随电流密度增大,膜层中Co的质量分数先减小后趋于平缓,Cr的质量分数先增大再变平缓,Ni的质量分数则变化不大。随着Cr含量和显微硬度的增大,CoCrNi合金薄膜表面开始出现微裂纹,耐蚀性先变好后变差。[结论]电流密度对CoCrNi合金薄膜的耐蚀性有显著影响,在电流密度100 mA/cm^(2)下电沉积所得CoCrNi中熵合金薄膜虽然存在微裂纹,但其耐蚀性最佳。

搅拌对Co-Cr_(3)C_(2)复合电沉积过程及镀层耐磨性的影响

[目的]搅拌是影响复合电沉积过程的关键因素,搅拌速率的控制对于调节复合镀层的结构和提高其耐磨性具有重要意义。[方法]通过阴极极化曲线和电化学阻抗谱测试,分析了搅拌速率对Co-Cr_(3)C_(2)复合电沉积过程的影响,考察了不同搅拌速率下所得Co-Cr_(3)C_(2)复合镀层的微观结构、Cr_(3)C_(2)颗粒复合量及耐磨性。[结果]搅拌速率较低(如270 r/min)时,镀液中Cr_(3)C_(2)颗粒传输效率不高,导致阴极表面Cr_(3)C_(2)颗粒较少,阴极极化作用较弱。搅拌速率为320~380 r/min时,Co-Cr_(3)C_(2)复合电沉积过程表现出较强的阴极极化作用和较低的双电层电容,有利于Cr_(3)C_(2)颗粒在阴极表面的吸附及其在镀层中复合量的增加。然而搅拌速率过高会导致镀层中颗粒复合量减少。搅拌速率为320 r/min时,Co-Cr_(3)C_(2)镀层的颗粒复合量最高,耐磨性最佳。[结论]搅拌主要通过促进颗粒输送和对电极表面颗粒的冲刷作用来影响电化学极化和镀层的颗粒复合量,进而改变镀层的耐磨性。

Cr_(3)C_(2)质量浓度对Co-Cr_(3)C_(2)复合镀层微观结构及耐磨性的影响

[目的]研究Cr_(3)C_(2)颗粒质量浓度对Co-Cr_(3)C_(2)复合镀层结构及耐磨性的影响,以确定其最佳用量,提升Co-Cr_(3)C_(2)复合镀层的耐磨性。[方法]在镀钴溶液中加入不同质量分数的Cr_(3)C_(2)颗粒,采用电沉积法在GH4169合金表面制备Co-Cr_(3)C_(2)复合镀层,通过扫描电子显微镜、能谱仪、显微硬度计及材料表面性能综合测试仪分析了不同颗粒添加量时所得Co-Cr_(3)C_(2)复合镀层的微观形貌、颗粒复合量、显微硬度及摩擦学性能。[结果]随着镀液中Cr_(3)C_(2)质量浓度的增大,Co-Cr_(3)C_(2)复合镀层的颗粒分布均匀性得到改善,颗粒复合量和显微硬度增大,但Cr_(3)C_(2)颗粒过量时会给复合镀层带来负面影响。Cr_(3)C_(2)质量浓度为70 g/L时,镀层中Cr_(3)C_(2)颗粒复合量达到最高的33.49%,截面显微硬度为626 HV.01,耐磨性最佳。Co-Cr_(3)C_(2)复合镀层主要发生磨粒磨损及轻微的粘着磨损。[结论]镀液中Cr_(3)C_(2)颗粒浓度显著影响着Co-Cr_(3)C_(2)复合镀层的结构和耐磨性,较佳的Cr_(3)C_(2)颗粒添加量为70 g/L。

电分析技术用于含铜废水检测研究

工业废水中的Cu(Ⅱ)离子严重威胁环境和人类健康,因此检测水溶液中Cu(Ⅱ)离子含量具有重要意义。金属有机框架材料因其比表面积大、可吸附位点多、可设计性强等特点而备受关注。采用溶剂热方法制备了Ni-MOF材料,对裸玻碳电极进行Ni-MOF材料修饰。用CV法和EIS法对Ni-MOF材料修饰电极的电化学性能进行表征,结果表明修饰后电极的导电性下降,说明导电性较差的Ni-MOF材料已经固定在玻碳电极表面。优化了Ni-MOF修饰电极对Cu(Ⅱ)离子进行溶出伏安法的实验参数,优化实验参数为醋酸-醋酸钠缓冲溶液做支持电解液,电解液pH为5,富集电位为-1.2 V,富集时间为130 s。Ni-MOF修饰电极对不同浓度的Cu(Ⅱ)离子检测,溶出峰电流与离子浓度的线性关系为I(μA)=2.8+1.89C(μM),灵敏度为1.89μA·μM^(-1),线性相关系数R^(2)=0.997,5次重复检测Cu(Ⅱ)离子结果表明Ni-MOF修饰电极的稳定性较好。

不同厚度锌铝镁合金镀层的耐腐蚀性能

[目的]锌铝镁(Zn-Al-Mg)合金镀层作为一种新型高耐蚀性镀层,其厚度对耐蚀性具有显著影响。[方法]通过辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、电化学工作站等仪器测试,对比了Zn-Al-Mg合金镀覆量为80、120和180 g/m^(2)的镀锌钢(分别用ZM80、ZM120和ZM180表示)在中性盐雾环境下的耐蚀性。[结果]ZM80、ZM120和ZM180在中性盐雾试验中出现红锈的时间分别为840、1176和1512 h。三者的腐蚀过程包括钝化膜保护、锌层阻隔保护、锌层电偶保护和基体腐蚀4个阶段,其中钝化膜的保护作用与其均匀性有较大关联。ZM120和ZM180的划叉试样在不同时间段的红锈面积与未划叉试样相比无明显区别,这主要归因于Zn-Al-Mg合金镀层在破损区域形成的致密腐蚀产物有效减缓了腐蚀进程。[结论]不同厚度Zn-Al-Mg合金镀层的防腐能力不同,实际生产中可以根据应用场景选择镀层厚度合适的镀锌铝镁合金钢。

工艺参数对Zn-TiO_(2)复合镀层性能的影响

采用电沉积法在氯化物体系获得了Zn-TiO_(2)复合镀层,研究了颗粒添加量、电流密度和机械搅拌速度对镀层厚度和耐蚀性的影响,对工艺优化后的镀层进行了形貌和元素分布表征。结果表明:在TiO_(2)添加量为10 g/L、电流密度2 A/dm^(2)、搅拌速度为150 r/min的沉积条件下,获得的镀层厚度可达8.3μm,腐蚀电流最小为2.983×10^(-4) A;TiO_(2)颗粒成功共沉积到镀层当中,其质量分数为4.6%;镀层中Zn呈层状堆积分布,TiO_(2)颗粒分布在Zn层交界处。

纳米陶瓷铝合金硼酸-硫酸阳极氧化工艺性能的研究

本次通过硼酸-硫酸阳极氧化工艺在纳米陶瓷铝合金表面制备氧化膜层,结果表明:经过硼酸-硫酸阳极氧化后,纳米陶瓷铝合金基体表面形成了一层连续且耐蚀的氧化膜,厚度1.51μm,氧化膜层经过336h的盐雾试验后,腐蚀点点数小于5个,阳极氧化后表面亲水性变好,氧化膜层与水性底漆具有良好的结合力,油漆附着力测试达到合格。

十六烷基三甲基溴化铵对电镀铜-镍合金耐蚀性的影响

[目的]研究Cu-Ni合金电镀液中添加不同质量浓度的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对Cu-Ni合金镀层耐蚀性的影响。[方法]通过浸泡腐蚀试验、塔菲尔极化曲线测试和电化学阻抗谱(EIS)考察了Cu-Ni合金镀层的耐蚀性。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了Cu-Ni合金镀层的表面形貌、成分和晶相结构。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析了CTAB在Cu-Ni合金镀层中的夹杂情况,并通过接触角测量研究了Cu-Ni合金镀层的疏水性。此外,根据阴极极化曲线测试结果,研究了CTAB质量浓度对Cu、Ni及Cu-Ni合金电沉积行为的影响。[结果]随着镀液中CTAB质量浓度增大,Cu-Ni合金镀层的耐蚀性先变好后变差。CTAB质量浓度为80mg/L时所得Cu-Ni合金镀层表面呈花椰菜状的空间立体形貌,镀层中Cu、Ni质量分数分别为50.25%和40.86%,对腐蚀液的接触角达到129.49°,耐蚀性最佳。[结论]镀液中添加适量CTAB能够显著提高Cu-Ni合金镀层的耐蚀性。

CoFe/ZrO2复合膜的电沉积及其析氧性能研究

为降低电解水阳极析氧反应的过电位,采用电化学沉积技术制备了CoFe/ZrO2复合膜。在碱性介质中,该复合膜表现出了优异的析氧反应(OER)活性,在电流密度10 mA/cm2下过电势仅为1.56V,远低于CoFe(1.694V),这主要是由于CoFe/ZrO2复合膜具有足够暴露的活性位点和较高的电子转移能力。进一步的研究表明,CoFe/ZrO2复合膜可以在1.58 V过电位下稳定运行12 h,经2000圈循环伏安测试后,OER活性曲线未存在明显差别,显示CoFe/ZrO2复合膜具有良好稳定性。本文工作可为探索经济高效的OER催化电极膜材料开辟一条新途径,替代贵金属在可再生能源转换中应用。

电解铜箔添加剂的研究进展

随着我国电子信息产业的迅速发展,电子产品对电解铜箔的生产工艺要求越来越高,如电解铜箔的性能影响着锂电池的使用寿命和电池容量。电解铜箔制备工艺中,添加剂的种类和含量是决定其性能优劣的重要因素。添加剂的引入可以改变阴极铜电沉积反应电位,影响镀铜层的表面形貌和微观织构,合理使用多种添加剂可以提升铜箔的综合性能。根据添加剂作用机理分类,以特征官能团为切入点,综述了氯离子、加速剂、整平剂和抑制剂在铜沉积过程中的作用,并对不同添加剂之间的相互作用机理及相互作用效果进行了归纳。通过了解添加剂的作用机理、添加剂之间的相互作用,在理论上可以研究添加剂机理与铜箔性能的关联性,解释添加剂机理与铜箔性能的矛盾;在生产上可以优化添加剂组合配方,有效控制电解铜箔性能,为实际生产提高生产效率和节约成本。

镀液中钨酸钠浓度对电沉积镍-钨合金性能的影响

[目的]研究镀液中钨酸钠浓度对Ni–W合金镀层性能的影响,制备适合在高温环境中应用的耐磨Ni–W合金镀层。[方法]通过改变镀液中钨酸钠的质量浓度,采用直流电沉积法在20CrMoA钢表面制备了不同W质量分数的Ni–W合金镀层。研究了钨酸钠质量浓度对沉积速率,以及Ni–W合金镀层的W质量分数、形貌、密度、显微硬度和抗高温氧化性能的影响。[结果]镀液的钨酸钠浓度显著影响着Ni–W合金镀层的W质量分数,进而影响镀层的形貌、内应力、显微硬度及抗高温氧化性能。镀液中钨酸钠的质量浓度为40 g/L时,所得Ni–W合金镀层平整致密,无裂纹,W质量分数为34.82%,密度约为10.88 g/cm^(3),经500°C热处理后的显微硬度高达1199.6 HV,抗高温氧化能力远优于兵器工业中常用的PCrNi3MoVA合金钢。[结论]本文的研究结果可为Ni–W合金镀层在武器身管等高温高磨损环境中的应用提供实验依据。

ZnO/GO复合薄膜电极的制备及其耐腐蚀性能

本文利用溶胶-凝胶法制备了氧化锌/氧化石墨烯(GO)复合薄膜材料。通过扫描电子显微镜发现复合薄膜中的GO颗粒之间无明显间隙,致密性良好。由傅里叶红外光谱测试证实GO在氧化锌薄膜中成功掺杂。通过阳极极化测试发现,相比于氧化锌薄膜,ZnO/GO复合薄膜的腐蚀电位值正移,腐蚀电流密度值减小。交流阻抗测试说明,GO的掺杂提高了复合薄膜的耐腐蚀性能,经450℃退火的薄膜样品耐腐蚀性能最佳。线性扫描伏安曲线表明,ZnO/GO复合薄膜的电流密度高于ZnO薄膜,说明ZnO的复合提高了薄膜材料的电催化活性。