常温磷化过程中的开路电位-时间曲线以及成膜规律

目前,对常温磷化成膜机理及规律的认识十分有限,进而影响了常温磷化膜的开发和应用。通过测量常温磷化过程中磷化液的开路电位-时间曲线分析了成膜规律,采用扫描电镜(SEM)考察了成膜过程中磷化膜的形貌变化,测定了膜层的耐蚀性、孔隙率随成膜时间的变化,通过X射线衍射(XRD)分析了磷化膜的相结构。结果表明:常温磷化成膜过程主要由8个阶段构成,即氧化层或其他腐蚀抑制物的溶解、形核与早期成长、晶核或初生晶粒的再溶解、快速成膜、形成完整单层覆盖层后磷化膜的增厚、再结晶、稳定的H+腐蚀扩散通道的建立、膜的生长与溶解平衡;开路电位随时间的变化很好地反映了常温磷化膜的生长规律,可用开路电位-时间曲线来监控磷化膜生长,也可将其作为筛选添加剂或改进磷化工艺的判据;改进的粘贴K3Fe(CN)6滤纸法可用于磷化膜的孔隙率测定,其测量结果与硫酸铜点滴试验结果一致;磷化膜主要由Zn3(PO4)2.4H2O,Zn2Fe(PO4)2.4H2O,Fe3(PO4)2.4H2O组成。

用电位-时间曲线选定铝浸锌工艺参数

铝上直接电镀较难,而在铝上浸锌后再电镀则相对容易。为此,以浸锌过程的电位-时间曲线来确定浸锌工艺参数。通过扫描电镜能谱分析仪(SEM-EDS)观察了相应浸锌层的形貌和成分并分析了两者之间的联系。根据电位-时间曲线研究确定了最佳浸锌工艺:100g/LNaOH,12g/LZnO,45g/L配位剂,20g/LNiCl2,1g/LFeCl3,浸锌温度25℃,浸锌时间第1次30s,第2次25s,并使用超声波进行搅拌。

镀锡钢板耐蚀性与恒电流阳极溶解电位-时间曲线的关系

在恒电流条件下,将镀锡钢板作为阳极在稀盐酸中用高电流密度电解,测定其电位E随时间t变化的曲线和相应的dE/dt-t微分曲线,从中抽取与镀锡钢板合金层致密程度和耐蚀性有关的参数,用支持向量机算法(support vector machine,SVM)和主成分分析(principal component analysis,PCA)及Fisher法等模式识别算法总结这些参数和镀锡钢板耐蚀性标准测试方法所得的合金-锡偶合电流值(alloy-tin couple value test,ATC值)的对应关系.据此找出耐蚀优级镀锡钢板E-t曲线判据和优化产品耐蚀性的工艺条件.结果表明:可在此基础上建立监测和优化镀锡钢板耐蚀性的快速测定方法.

用电位曲线微分法确定钢铁氧化皮盐酸酸洗的终点

钢材表面氧化皮酸洗终点的判断尤为重要。采用微分电位-时间曲线判断碳钢氧化皮盐酸酸洗的终点,并与酸洗过程中观察氧化皮形貌变化确定的酸洗时间作比较分析。结果表明:微分电位-时间曲线与酸洗过程观察氧化皮形貌变化确定的酸洗时间基本一致,为实际生产中钢铁表面氧化皮的酸洗终点提供了一种高效的判断方法。

化学复合镀Ni-P-SiO_2机制的研究

采用开路电位-时间曲线、阴极极化曲线、不同测试电位下的交流阻抗图谱等电化学测试手段,对化学复合镀Ni-P-SiO_2的机制进行了研究。结果表明:基体在化学复合镀Ni-P-SiO_2溶液中具有最佳的反应时间,不考虑温度时最佳的反应时间为4 000s。向镀液中加入SiO_2微粒可以增加膜电阻,对Ni-P合金的沉积具有阻化作用。通过研究次磷酸钠的阳极氧化行为发现,交流阻抗曲线由高频的电感弧和低频的电容弧组成。加入Ni 2+可使电化学反应电阻明显降低,使得次磷酸钠的氧化反应更容易进行。

6061铝合金无铬磷酸盐稀土转化膜的腐蚀性研究

测试了磷酸盐转化膜和稀土促进的转化膜在不同pH溶液中的极化曲线、时间-电位曲线和电化学阻抗谱(EIS),对磷酸盐转化膜的耐蚀性能进行了研究。电化学测试表明:稀土磷酸盐处理后的铝合金试样的阳极极化电流下降;交流阻抗测试结果显示:由稀土促进生成的磷酸盐化学转化膜具有较大的极化电阻,二者都说明经稀土促进的转化膜的耐腐蚀性能得到了加强。

HGD无氰浸锌溶液与市售无氰浸锌溶液性能比较

研制了一种含有组合络合剂的无氰浸锌溶液,并与市售无氰浸锌溶液的性能进行了比较。观察了浸锌层的微观形貌,分析了浸锌层的组成成分。观察了浸锌层在3．5％NaCl溶液中腐蚀后的表面形貌,测试了腐蚀速率、时间-电位曲线和塔菲尔极化曲线。将试片在该无氰浸锌溶液与市售无氰浸锌溶液里浸锌后再镀镍,并采用拉伸实验测试了所得镀层的结合力。结果表明,该无氰浸锌溶液性能优于市售无氰浸锌溶液。

无氰与有氰浸锌溶液性能比较

浸锌是铝件各种电镀前处理方法中最简便、经济、使用最广的工艺。为取代浸锌溶液中的氰化物络合剂,在对不同络合剂组合进行大量研究的基础上,优选出 4种无氰浸锌溶液与商品化有氰浸锌溶液做性能对比试验,内容包括浸锌层微观形貌及组成成分、浸锌层在 3.5%NaCl溶液中腐蚀后的表面形貌及腐蚀速率,并测试了浸锌过程中的时间- 电位曲线和浸锌层在 3.5%NaCl溶液中塔菲尔极化曲线,还用拉伸试验机定量测试了镀层结合力。结果表明,有 1种无氰浸锌溶液性能优于有氰浸锌溶液,有 2种无氰浸锌溶液性能接近有氰浸锌溶液。

1060铝材两步化学浸锌工艺

铝材化学性质活泼，欲获得不同性能的镀层，前处理非常重要。选用两步碱性化学浸锌体系对1060铝材进行了前处理，随后镀镍。通过自腐蚀电位-时间曲线，浸锌层扫描电镜（SEM）形貌分析，弯折试验、热震试验等考察了浸锌层与铝基体的附着力，并确定了获得结合力优良的浸锌层的最佳工艺条件：300g／L NaOH，65g／LZnO，50g／LKOCO（CHOH）2COONa，1g／LFeCl3，2g／LNaN03；温度20-30℃，一次浸锌时间60s，二次浸锌时间30s，所获浸锌层可满足后续电镀工艺的需要。

非金属上硫化镍导电层的研究

采用不同方法在非金属上制备出硫化镍导电层。研究了溶液温度、硫化镍的质量浓度及循环次数对硫化镍导电层性能的影响。结果表明:直接在沉淀溶液中浸镀可以制备出性能优异的硫化镍导电层。在硫化镍的质量浓度为58 g/L、溶液温度为70℃、时间为10~15 s、反复循环4次的条件下,制得的硫化镍导电层的耐蚀性最好。硫化镍导电层为片状的晶体结构,主要成分为NixSy和S。

胶体钯活化液活性的电化学表征

利用胶体钯活化后的铜电极在化学镀镍溶液中的混合电位-时间曲线来判断胶体钯活化液的活性,经催化活性好的胶体钯活化后的铜电极化学镀诱导时间短,而催化活性不好的诱导时间长。采用100ml·L-1HCl解胶可将诱导时间缩短10s。活化后铜电极在HClO4溶液中循环伏-安曲线也用来表征活化液的活性,活性好的活化液在HClO4溶液中析氢电位较正,析氢峰较明显,而活性差的反之。

不同pH值模拟混凝土孔隙液中镀锌层的阳极特性逆转

在不同pH值的混凝土中镀锌层显示有阳极逆转现象,其对基体钢的保护作用出现变化。以回填海沙导致近海陆地混凝土建筑镀锌钢管的局部腐蚀为例,模拟其实际工况,将镀锌试样置于6种不同的模拟混凝土孔隙液中,将去锌层钢基置于3.5%NaCl中性溶液中浸泡24 h,用盐桥连接电解池,测定2种试样间的电位-时间曲线和电偶电流值,并与无预浸泡的相应值对比。结果表明:(1)当镀锌层在含有Cl-的中性溶液及pH=10.0,11.0的Ca(OH)2溶液中时,对钢基体起到了牺牲阳极的保护作用;(2)当镀锌层在pH=12.0的Ca(OH)2溶液中时,无论是否预浸泡其电位均出现逆转现象,且电偶电流值为正值,反而会促进钢基体的腐蚀;(3)在pH=12.5的Ca(OH)2溶液中,无预浸泡时镀锌层对去锌层钢基有保护作用,预浸泡24 h后初始阶段具有保护作用,1 650 s后时出现逆转,不仅已失去对钢基体的保护作用,反而会加速其腐蚀。