电沉积法制备组分调制Zn-Ni合金多层镀层

研究了Zn-Ni合金镀液中主盐的组成、电镀工艺参数对Zn-Ni合金镀层中的含镍量及镀层性能的影响,结果表明,电流密度是影响Zn-Ni合金镀层中含镍量的主要因素.在电沉积过程中,利用计算机控制电流输出的电镀电源,通过调整施镀电流密度,制备出了由2种组成不同的Zn-Ni合金薄层交替叠加而形成的Zn-Ni合金多层镀层.SEM表面及断面显微分析结果表明:Zn-Ni合金多层镀层表面无缺陷,断面呈清晰的层状结构.

Zn-Ni合金镀层沉积机理及腐蚀机理研究进展

Zn-Ni合金以其较高的耐蚀性、优良的可加工性和较高的可焊性等诸多优点引起人们的注意,为此,分别从沉积机理与腐蚀机理两个方面总结了国内外Zn-Ni合金电镀机理的研究进展。

Zn-Ni合金电镀、钝化工艺及镀层性能

为了简化碱性体系Zn-Ni合金电镀,进一步提高镀层质量,对自制、多功能镀锌添加剂SD-1采用多乙烯多胺、香草醛等改性后,进行Zn-Ni合金电镀。以控制变量法通过霍尔槽和小槽试验获得了光亮、平整、细致的Zn-Ni合金镀层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能量弥散X射线(EDAX)、X射线衍射(XRD)能谱仪分别对Zn-Ni合金镀层的微观结构及镍含量进行了表征;讨论了改性SD-1、镍离子、三乙醇胺(TEA)、电流密度等对Zn-Ni合金镀层性能的影响。结果表明:改性SD-1能使镀液透明稳定,可获得含镍量13%左右、结构致密、均匀平整、单一相的Zn-Ni合金镀层;Zn-Ni合金镀层的结合力较大,经彩色钝化之后,耐盐雾腐蚀高达1200 h以上。

脉冲电镀Zn-Ni合金工艺参数对镀层Ni含量及形貌的影响

为了优化Zn-Ni合金制备工艺,在硫酸盐型Zn-Ni合金镀液中脉冲电镀Zn-Ni合金层。分别采用扫描电镜和X射线成分分析镀层形貌和成分,通过中性盐雾试验测试镀层耐蚀性。研究了脉冲参数、工艺条件对Zn-Ni合金镀层Ni含量与形貌的影响。结果表明:镀液温度、平均电流密度、频率、逆向脉冲系数及占空比对镀层性能和形貌均有较大影响;最佳工艺参数为温度60℃,平均电流密度70 m A/cm2,脉冲频率200 Hz,逆向脉冲系数0.4,占空比0.7,此时Zn-Ni合金镀层晶粒细小,表面平整光亮,呈银白色,镀层Ni含量为13%,耐蚀性优良。

Zn-2Ni合金金属间化合物的细化

利用金相、扫描电镜观察及能谱分析研究了Ti、Al及Al—RE合金作为细化剂对Zn-2Ni合金中Zn—Ni金属间化合物的细化效果。结果表明：在Zn-2Ni合金中加入微量（≤0．20％）的Ti、Al及Al-RE均可对合金凝固组织中的金属间化合物粒子产生细化作用；以Ti为细化剂时，组织中会出现较大的Zn—Ni-Ti三元板条状粒子；以纯Al为细化剂时，出现δ-NiZns相依附γ-NizZns相生长的大粒子和以枝晶状NiAl相为核心较细小的δ-NiZn8相粒子共存于凝固组织中；以Al—RE为细化剂时，将获得分布均匀且细化的γ-Ni2Zn5相粒子，且Al—RE合金细化效果明显优于Ti和Al，其最佳的加入浓度为0．05％～0．10％。

高强钢电镀低氢脆Zn-Ni合金工艺的研究

研究了弱酸性氯化钾-乙酸铵体系电镀Zn-Ni合金工艺,开发了适于本体系的光亮剂,深入探讨了镀液组成及工艺条件对镀层组成的影响,获得全光亮Zn-Ni合金镀层的最佳工艺。在最佳工艺条件下,镀层中镍的质量分数约为13%,主要由γ相Ni5Zn21组成。缺口试样持久拉伸试验及镀件中氢的质量分数测试表明:Zn-Ni合金镀层具有较低的氢脆性,适合于高强钢的电镀。

Zn-Ni合金共沉积影响机理的拉曼光谱研究

首次利用现场表面增强拉曼光谱研究了Zn-Ni合金共沉积的机理。通过研究Ni电极在NiCl2溶液与纯水中的拉曼光谱、Ni电极与Au电极在KCl溶液中的拉曼光谱以及这2种电极在NiCl2溶液中现场电沉积的拉曼光谱,并根据前人提出的理论,得出如下结论:Zn-Ni合金共沉积中存在着较易在电极表面放电的NiClad,使Ni沉积的过电位降低,促进了Ni的沉积,导致Zn的异常共沉积。

微量Al-RE对Zn-2%Ni合金的组织细化研究

研究了RE，Al及Al-RE合金对Zn-2％（质量分数，下同）Ni合金组织中Zn-Ni合金相粒子的细化作用，利用扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS）等方法分析了合金凝固组织特点。结果表明：在Zn-2％Ni合金中，加入0．02％～1％RE会产生新的Zn—RE—Ni合金相粒子，对Zn-Ni合金相粒子没有明显的细化作用；加入0．02％～1％Al，虽然对Zn-Ni合金粒子有细化作用，但此合金组织不适宜在热镀锌中运用。在铝浓度较低（〈0．1％）时。凝固组织中的合金相粒子尺寸不均匀；当铝浓度较高（〉0．2％）时，高熔点、低密度β-NiAl相核心长大，合金相粒子易上浮，出现比重偏析；加入0．02％～0．2％Al-RE时，能形成细小弥散而均匀分布的异质晶核β-NiAl相，促进了γ-Ni2Zn5相的生成，获得细小且均匀分布的γ-Ni2Zn5相。Al-RE合金细化效果明显优于RE和Al，其最佳加入浓度为0．05％～0．1％。

电沉积制备Zn-Ni合金及其耐蚀性的研究

研究了镀液组分对Zn-Ni合金的电沉积过程、成分、耐蚀性和表面形貌的影响。研究表明:电沉积Zn-Ni合金属于一种典型的异常共沉积现象。镀液中的Zn2+会阻碍Ni 2+的放电过程,使得合金中Ni的质量分数降低。通过增加镀液中Ni 2+的浓度,可以有效增大Zn-Ni合金中Ni的质量分数。含Ni 17%的Zn-Ni合金具有最佳的耐蚀性。合金中Ni的质量分数的增大,有利于细化颗粒,降低表面粗糙度。

Zn-Ni合金镀液中Ni^(2+)含量的直接分光光度法测定

为了简便、快速而准确地测定Zn-Ni合金镀液中的Ni2+含量,不使用任何化学显示剂,利用分光光度法研究了Ni2+,Ni2+/Na+,Ni2+/Zn2+体系中Ni2+的吸光特性。结果表明:在Ni2+体系中,Ni盐浓度为5～100g/L,入射光波长为660 nm时,Ni2+浓度与吸光度呈线性关系;在Ni2+/Na+,Ni2+/Zn2+体系中,Na+和Zn2+对该波长入射光无吸收,由此提出了Zn-Ni合金镀液中Ni2+含量的快速测定方法;对Ni2+,Na+,Zn2+共存的标准溶液中Ni2+含量测定结果显示,本方法操作简单、速度快、准确度高。

高强度航空结构钢电镀Zn-Ni合金的氢脆性能

目前,对航空300M超高强度结构钢电镀Zn-Ni合金的氢脆性能研究鲜见报道。采用正交试验法研究了工艺参数对300M钢Zn-Ni合金镀层含Ni量和氢脆性能的影响规律;采用EDA能谱分析、SEM形貌观察、缺口拉伸试验和断口分析等方法,对Zn-Ni合金镀层的氢脆性能和断口特征进行了分析研究,探讨了其代替松孔镀镉层的可行性。结果表明:从工程应用安全性出发的氯化物-硫酸盐体系Zn-Ni合金电镀优化工艺条件为镀液Ni2+/Zn2+质量浓度比0.53、温度30℃、电流密度4 A/dm2,所得镀层的氢脆敏感性低,符合航空工业高强度钢氢脆性能要求,可以代替剧毒镀镉工艺用于航空结构钢的表面防护处理。

3种锌镍合金镀层耐蚀性的电化学研究

Zn-Ni合金镀层作为优良的钢铁防护性镀层,具有良好的耐蚀性,可替代镉镀层。采用极化曲线(Tafel)、电化学噪声(EN)和电化学交流阻抗谱(EIS)等电化学方法,检测和评价了直流电沉积(DC)、单脉冲电沉积(PC)和周期换向脉冲电沉积(PRC)下制备的Zn-Ni合金镀层的耐蚀性。所选用的试样具有相同镍含量。结果表明,周期换向脉冲电沉积制备的Zn-Ni合金镀层耐蚀性能最佳,单脉冲电沉积制备的Zn-Ni合金镀层的耐蚀性优于直流电沉积制备的Zn-Ni合金镀层。

钕铁硼永磁材料电镀锌镍合金工艺

钕铁硼磁材因其特殊的疏松和多孔结构,导致抗蚀性能差,表面镀覆又会引起磁性能降低。为提高其耐蚀性,降低磁损失,采用新型工艺进行表面处理,包括前处理工艺、电镀Zn-Ni合金和后处理工艺。性能测试表明:该工艺极大地提高了钕铁硼表面处理后的耐蚀能力,同时又降低了磁损失。

无氰碱性电镀锌-镍合金工艺

研究了以有机聚合物为络合剂、以ZN-1为添加剂的无氰碱性电镀锌-镍合金工艺,探讨了络合剂质量浓度、温度、镍的质量浓度以及阴极电流密度等因素对镀层中Ni的质量分数的影响。综合考察了合金镀层的组成、各组分作用、镀层外观及镀液的稳定性,通过中性盐雾试验考察了锌-镍合金的耐蚀性。