直流电沉积锌镍镀层钕铁硼的抗腐蚀性及镀层结合力研究

为了提高钕铁硼材料在不同使用场景中的抗腐蚀能力和镀层结合力,采用醋酸盐型锌镍合金镀液在钕铁硼磁体表面直流电沉积制备了锌镍合金镀层,使用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析镀层形貌、成分和相结构,采用显微硬度仪和万能材料试验机测试镀层的硬度和膜基结合力。实验结果表明,所制备的镀层均为γ相Ni5Zn21,部分镀层还含有少量的单相Ni。其抗腐蚀能力和结合力随着沉积电流密度和沉积温度的提高先增大后减小,电沉积电流密度为15 mA/cm2、温度50℃时制备的Zn-Ni合金镀层表面致密,其晶粒尺寸最小为39 nm,硬度最高为550 HV,膜基结合力最高为13.1 MPa,通过电极化曲线测得的该镀层自腐蚀电流最低为4 uA/cm2,较基体缩小15倍,其耐蚀性也最佳。适当地提高电流密度和沉积温度能增强阴极极化提高形核率,细化镀层的晶粒尺寸,使镀层更加致密从而使其抗腐蚀性能、硬度和结合力得到提高。与粗糙的基体表面相比,抛光基体有利于镀层与基体间的相互作用和外延生长,使镀层晶粒细致、表面平整,使膜基结合力从7.12 MPa提高到12.52 MPa,自腐蚀电流从最高34 uA/cm2降低到11 uA/cm2,抗腐蚀性能明显提高。