Ni-Fe-P化学镀层的制备及其在CO_2和H_2S/CO_2环境中的耐蚀性能

为了改善石油天然气行业含CO2和H2S/CO2的腐蚀液中油套管的耐蚀性,在N80钢表面制备了Ni-Fe-P化学镀层,考察了Ni-Fe-P镀层的形貌、成分及相结构,并研究了其在模拟油田采出水(饱和CO2环境)和含H2S/CO2的腐蚀液中的耐蚀性。结果表明:制备的Ni-Fe-P镀层为非晶态结构的高磷镀层;Ni-Fe-P镀层有较高的抗CO2腐蚀性能;在含H2S的腐蚀液中加入CO2会加速Ni-Fe-P镀层的腐蚀;在含H2S/CO2的腐蚀液中,Cl-加速了Ni-Fe-P镀层钝化膜的破坏。

Ni-Fe-P化学镀层结构及抗CO_2腐蚀性能研究

采用SEM、XRD、能谱等现代化测试方法,对Ni Fe P化学镀层的组织结构、形成机理进行了研究;采用电化学测试方法,研究了Ni Fe P复合镀层在CO2水溶液中的腐蚀行为及抗CO2腐蚀机理。

Ni-Fe-P化学镀层抗CO_2腐蚀性机理研究

目的研究Ni-Fe-P化学镀层抗CO2腐蚀性机理。方法通过SEM,EDS,XRD以及EIS等技术对经化学镀Ni-Fe-P处理后的35Cr Mo钢表面进行表征,分析其抗CO2的腐蚀性能。结果处理后的35Cr Mo钢表面为非晶态组织,硬度高达570.12HV。Ni-Fe-P镀层钢腐蚀倾向减小,极化电阻增大,镀层对基体形成了较好保护。镀层的腐蚀过程受溶液双电层和钝化膜的影响。结论 Ni-Fe-P镀层在CO2水溶液中具有极强的钝化倾向,可显著提高材料的抗CO2腐蚀性能。

Ni-Fe-P化学镀层的耐腐蚀性能

为了进一步改善Ni-P化学镀层的耐蚀性,扩大化学镀层的应用范围,在Ni-P化学镀液中加入FeSO4,制备了Ni-Fe-P镀层。通过扫描电镜观察和分析了Ni-P和Ni-Fe-P镀层的表面形貌和成分,通过2273电化学设备测试了2种镀层在3.5%NaCl腐蚀溶液中的动电位极化和交流阻抗曲线。结果表明:Ni-Fe-P镀层比Ni-P镀层的晶粒更加细小、致密,表面质量更好,有利于减少腐蚀介质渗入;与Ni-P镀层相比,Ni-Fe-P镀层在腐蚀溶液中具有更正的腐蚀电位和更低的腐蚀电流密度,镀层的膜电阻和电荷转移电阻更高,腐蚀反应阻力更大,镀层的耐蚀性得到提高。

表面活性剂对Ni-W-P化学镀层沉积行为及性能的影响

Ni-W-P化学镀层因具有良好的耐蚀、耐磨性能而成为重要的“代铬”镀层。表面活性剂可以增强镀液对基体润湿能力,加快界面处H2逸出速率,减少镀层针孔数量或氢缺陷,从而提高镀层质量。本论文探究了十二烷基磺酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)以及聚乙二醇-200(PEG-200)三种典型表面活性剂对Ni-W-P镀层沉积行为及性能的影响。借助扫描电子显微镜、X射线衍射以及电化学方法对Ni-W-P镀层的表面微观形貌、物相、气孔率和耐蚀性能进行了表征,并通过接触角、沉积电位阐述了表面活性剂在化学镀Ni-W-P过程中的作用机理。研究结果表明,表面活性剂可改善镀层表面质量以及颗粒尺寸均匀性,并显著降低镀层内部针孔数量,优先顺序为PEG-200>SDS>CTAB。XRD衍射结果显示,表面活性剂可提高镀层内合金元素W和P含量,有利于形成耐蚀性能良好的Ni-W-P非晶镀层。此外,三种表面活性剂均能改善镀液对基体的润湿能力,其中PEG-200对基体的润湿角最小(65°),说明PEG-200对于提高界面处H2逸出速度,降低化学镀过程中电位波动效果更为明显。论文研究结果可以为制备内部缺陷较少、耐蚀性能优良的Ni-W-P化学镀层提供一定的理论基础。

化学镀Ni-P镀层耐蚀性的研究进展

文章通过介绍化学镀Ni-P反应机理、耐蚀性机理和镀层封孔技术等理论知识,同时对化学镀Ni-P技术的稀土催化、多元金属共沉积和多层复合三大趋势进行了归纳,并对化学镀Ni-P技术未来的发展进行了展望。

化学镀Ni-Fe-P合金镀液组分及pH值对镀层性能的影响

目前,对化学镀Ni-Fe-P合金镀液影响镀层形成及其阴极极化曲线的研究较少。在纯铜片表面化学镀Ni-Fe-P合金;采用扫描电镜观察了镀层的形貌,采用能谱仪测试了镀层成分,采用X射线衍射仪分析镀层的结构,采用电化学工作站测试镀层在镀液中的阴极极化曲线;通过单因素法考察了镀液组分含量及pH值对化学镀Ni-Fe-P合金沉积速率、镀层成分、形貌、结构及阴极极化曲线的影响。结果表明:镀液各组分含量及pH值对镀层性能有较大影响;最佳工艺条件为20 g/L硫酸镍,12 g/L硫酸亚铁,30 g/L次磷酸钠,40 g/L柠檬酸三钠,20 g/L硫酸铵,20 mL/L乳酸,pH值9.0,镀液温度80℃,时间1 h;此条件下所得Ni-Fe-P合金镀层以非晶态形式存在,其耐蚀性能明显优于相同工艺条件制备的Ni-P镀层。

汽车模具用钢化学镀Ni-Fe-P合金镀层性能的研究

采用化学镀技术对汽车模具用钢进行了表面强化处理。研究了pH值和温度对化学镀Ni-Fe-P合金镀层的成分、显微硬度及耐磨性的影响。结果表明:随着pH值的增大,化学镀Ni-Fe-P合金镀层中Ni元素和P元素的质量分数都呈下降趋势,而Fe元素的质量分数呈上升趋势;显微硬度增大;磨损质量损失率降低。随着温度的升高,化学镀Ni-Fe-P合金镀层中Ni元素的质量分数先下降后上升,P元素的质量分数先上升后下降,而Fe元素的质量分数几乎不变;显微硬度减小;磨损质量损失率的变化幅度较小。

Ni-Fe-P合金化学镀的工艺条件及晶化行为研究

采用硼酸为缓冲剂,柠檬酸钠为络合剂在碱性介质中化学沉积Ni Fe P合金.考察了工艺条件如pH、FeSO4·7H2O浓度和温度对沉积速度的影响.获得了沉积速度快,镀液稳定性好的工艺条件.采用差示扫描量热和X射线衍射研究了Ni Fe P合金的晶化行为.结果表明,镀层在镀态呈非晶结构,镀层在200.5℃晶化为亚稳的Ni Fe合金,310℃晶化为立方FeNi3合金,369.2℃晶化为四方的Ni3P,而491.3℃为继续生成FeNi3的吸热峰.

Ni-Fe-P三元合金的快速化学镀制备工艺研究

采用化学镀方法,在A3钢表面制备Ni-Fe-P三元合金,通过SEM,EDS,XRD,OM等表征手段对合金镀层成分、结构和形貌进行分析,并使用增重法、氯化钯加速法分别对镀层的沉积速率、镀液的稳定性进行分析。探讨了主盐、还原剂、络合剂、稳定剂、pH值、温度等工艺参数对沉积速率、镀层形貌、成分、镀液稳定性的影响,获得了镀速快、镀层均匀、镀液稳定性好的工艺配方。在采用复合络合剂的体系中,当主络合剂柠檬酸钠的浓度为60g/L,辅助络合剂氨基乙酸的浓度为5g/L时,化学镀沉积速率可以达到20.2mg.cm-2.h-1,并且镀液保持了较好的稳定性。

不同磷含量化学镀镍层的硬度和耐蚀性能

研究了高、中、低3种磷含量化学镀镍层的硬度及其在不同腐蚀介质中的耐蚀性能。结果表明,随着镀层中磷含量的增加,镀层硬度减小,而且镀层达到最高硬度时的热处理温度降低;在酸性介质中,高磷镀层的耐蚀性最好,而在碱性介质中,低磷镀层的耐蚀性最好。XPS分析发现,低磷镀层在碱性介质中表面形成了一层致密的碳氧化物膜。

化学镀层的性能及基体的镀前处理

化学镀作为一种新兴的表面处理技术,已经广泛地应用于各个领域,化学镀的体系和工艺也得到了快速的发展。本文综述了近年来国内在化学镀应用与研究方面的进展,着重介绍了化学镀层的物理化学性能以及不同类型基体材料的表面活化技术。

AZ91D镁合金Ni-W-P多层化学镀层的摩擦磨损及耐腐蚀性能

采用多层化学镀工艺在AZ91D镁合金表面成功制备了Ni-W-P多层化学镀层。通过XRD、SEM、摩擦磨损实验以及电化学分析测试等方法,对比研究了普通单层化学镀试样与多层化学镀试样的显微结构、摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能。结果表明:多层化学镀层的摩擦因数、维氏硬度及磨损速率与单层化学镀层大体相当,分别为0.33、933 HV和1.46 mg/Km,保留了单层化学镀层优异的耐磨损性能。此外,多层化学镀层的孔隙率较单层化学镀层降低了2个数量级,涂层更为致密。与普通单层化学镀层相比,多层化学镀层的耐蚀性能显著提高,其腐蚀电位和击破电位分别提高了168和209 mV,钝化电流密度由4.212μA·cm−2降低至1.306μA·cm−2。因此,多层化学镀层有望成为AZ91D镁合金更有前景的耐磨耐蚀防护涂层。

热处理对铜基化学镀镍层结构和性能的影响

采用化学镀技术在紫铜表面制备化学镀镍层,结合OLYMPUS、XRD、HVS-1000等方法研究不同热处理温度对镀层结构和性能的影响,分析不同热处理温度与镀层表面形貌、微观结构、显微硬度和耐磨性的关系。结果表明,经500℃热处理后,镀层出现明显晶界,形成了大量与Ni相共格的高硬质相Ni3P,镀层硬度和耐磨性均达到最佳,此时镀层显微硬度为1 284 HV,磨损量为2.6 mg。

Cu-Sn-P-ZnCr_2S_4纳米复合化学镀层制备初探

讨论了D31 0 硅钢片表面纳米复合化学镀层Cu Sn P ZnCr2 S4 的制备条件 ,在所选条件下 ,制得的镀层较Cu Sn P镀层稳定。

镍磷化学镀层的耐蚀性及其与磷含量的关系

用极化曲线法和交流阻抗法研究了磷含量为16.2%至23.4%(x)的不同镍磷(Ni-P)化学镀层在5%(w)NaCl溶液中的耐蚀性,发现磷含量为21%～22%(x)时镀层的极化阻抗(Rp)出现极大值.差示扫描量热测定也发现Ni-P合金的峰值晶化温度(Tp)在此P含量范围内存在极大值.XRD实验表明镀层呈非晶态结构.利用描述非晶态的菱面体单元结构模型(RUSM)解释耐蚀性能和峰值晶化温度的极大值现象,耐蚀性随P含量的变化与镀层中金属元素(Ni)和类金属元素(P)之间形成的键数有关.通过比较镀层密度的测量值和基于RUSM的计算值,证明了采用RUSM的合理性.

温度对Ni-P化学镀层结合力影响的研究

用弯曲法、划痕法研究了镀后加热温度对Ni-P化学镀层结合力的影响,结果表明:镀后退火温度越高,镀层结合力越好,但温度过高时,镀层硬度将下降。用金相观察及电子探针分析,探讨了镀后退火温度影响结合力的机理。结果指出:退火时将在镀层和基体界面上发生Ni与Fe的互扩散,形成Ni-Fe合金扩散层,从而提高了结合力。为了能在保证镀层硬度的前提下提高结合力,本文提出了二次镀覆的设想,获得较好试验结果。

化学镀层对无汞碱锰电池性能的影响

用化学沉积表面处理的方法在碱性锌锰电池负极集电体上镀一层致密的铟、锌、锡单层和锌铟、锡铟、锌锡双层。由动态析氢装置和动电位扫描方法测量 ,发现铜集电体表面上沉积以上单、双层金属都显著地提高无汞锌电极的氢超电势 ,有效地抑制了锌电极在KOH溶液中的析氢量。集电体表面化学沉积铟、锌、锡单层或锌铟、锌锡。

金刚石表面化学镀Ni-W-P层组织与性能研究

金刚石工具应用时金刚石颗粒的脱落现象比较严重,影响了工具寿命,而金刚石表面镀覆技术是解决这一问题的主要方法。实验研究了化学镀预处理的工艺参数,确定了化学镀Ni-W-P的合理配方。采用SEM、XRD等检测方法,对化学镀及热处理后金刚石表面的镀覆层进行了成分、显微组织、相结构和性能分析。结果表明,经化学镀后金刚石表面能形成较致密的镀覆层,抗压强度提高,最大幅度可达到27.1%。经过850℃热处理,金刚石表面与镀层之间形成了WC碳化物,化学镀再经热处理后金刚石的抗压强度会降低,要比未镀覆和化学镀的金刚石抗压强度分别降低了43.3%和27.2%。化学镀所形成的镀层对金刚石表面有保护作用,使金刚石的耐热蚀性增强。

芳纶纤维Ni-P/Ni-Cu-P双层化学镀的结构与形貌

采用化学镀技术,实现了芳纶纤维表面化学镀Ni-P/Ni-Cu-P的金属化处理,利用SEM、EDS和XRD分别对芳纶纤维原始样品、粗化后、施镀后及剥落层的表面形貌、镀层的成分和物相进行了分析比较,并对镀层的形成机制及剥落原因进行了分析研究。结果表明:经过预处理的芳纶纤维比表面积增大,增加了其亲水性和活性;化学镀Ni-P/Ni-Cu-P后,Ni-P镀层中镍含量降低,磷含量增多,纯镍转化为Ni3P且伴随有少量的铜的出现,整体镀层中Ni、Cu、P的原子比为8.54∶3.66∶5.59,镀层中以纯Cu、Cu3P和Ni3P为主;另外由于镀层中应力分布不均,以及P在Ni-P/Ni-Cu-P相界面的偏聚,削弱了界面的结合强度,使局部拉应力集中,造成了镀层的剥落;且化学镀铜是依靠镍离子的催化作用形成镀层的。