温度和甲酸镍含量对制备Zn-Ni合金渗层的影响

为改善渗锌层的防腐性能,通过在渗锌过程添加甲酸镍制备了Zn-Ni合金渗层,分析了不同温度(400℃、450℃、500℃、550℃、600℃)和不同甲酸镍含量(0 g、15 g、44 g、75 g、103 g)对渗层制备过程的影响。采用扫描电镜(SEM,配备有EDS能谱)、X射线衍射仪(XRD)分析了不同试样渗层截面形貌和物相组成;采用电化学极化曲线和阻抗谱(EIS)表征了不同试样在3.5%(质量分数,下同)NaCl溶液中的电化学行为,并通过中性盐雾实验测试了渗层的耐蚀性能;利用显微维氏硬计测试渗层表面至基体不同相层硬度。结果表明:随温度的升高渗层显著增厚,渗层表面硬度降低;随甲酸镍含量的增加渗层明显减薄,渗层中ZnO、Fe_(3)ZnC_(0.5)相衍射峰明显增强,渗层中间相层硬度值增大;温度和甲酸镍含量对渗层自腐蚀电位无明显影响,腐蚀电流密度随温度的升高而增大,随甲酸镍含量的增大而明显减小;试样阻抗弧半径和渗层电阻均随甲酸镍含量的增加而增大;甲酸镍含量越高,对盐雾实验白锈的出现抑制越明显,出现红锈的时间显著延长。综上所述,添加甲酸镍显著改善了渗锌层的组织结构,明显提高了渗层的耐腐蚀性能,这对促进锌-镍合金共渗技术的应用具有积极意义。

ChCl-Urea低共熔溶剂中Zn-Ni合金的电沉积行为研究

以氯化胆碱-尿素(ChCl-Urea)为溶剂,研究Zn-Ni合金的电沉积行为。采用计时安培法和循环伏安法对Zn-Ni合金的电沉积机理进行研究,采用扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)和X射线衍射仪(XRD)对镀层的微观形貌、元素组成和物相组成进行表征。分析结果表明:Zn-Ni合金在ChCl-Urea低共熔溶剂中的成核机理符合三维瞬时成核;Zn比Ni后沉积,其过程是受扩散控制下的不可逆还原反应过程;该体系下可制得致密、呈菜花结构的镀层,Zn的含量高于Ni。

电镀Zn-Ni合金研究进展与应用现状

Zn-Ni合金镀层以其良好的耐蚀性、低氢脆性而成为替代锌镀层和镉镀层的优良镀层.本文介绍了电镀Zn-Ni合金的应用现状,分析对比了酸性体系和碱性体系电镀Zn-Ni合金的特点,重点概括了碱性Zn-Ni合金镀液体系中配位剂和添加剂的研究进展,并对电镀Zn-Ni合金未来的发展进行了展望.

Zn-Ni合金电镀的研究进展

综述了Zn-Ni合金电镀的工艺特点、沉积机理、镀层耐蚀性机理等的研究现状,分析了Zn-Ni合金镀液体系特性和钝化特性,提出了Zn-Ni合金电镀今后的研究方向,以期为Zn-Ni合金电镀的研究和生产提供参考。

Zn-Ni合金电沉积过程中的渗氢行为

用电化学渗氢测试方法探讨了氯化物体系、硫酸盐-氯化物混合体系电沉积Zn-N i合金镀层过程中的渗氢行为。结果表明,氯化物体系比硫酸盐-氯化物混合体系渗氢电流小,用电镀过程中的氢覆盖率和镀层孔隙率对渗氢特点进行了解释。

Zn-Ni合金镀层的黑色钝化工艺研究

在含Ni为10%～14%的Zn Ni合金镀层上先钝化再进行封闭处理,可获得色泽均匀、结晶细致的转化膜。讨论了钝化工艺条件及封闭剂、pH值对转化膜耐蚀性的影响。经过正交实验和单因素实验,确定了最佳钝化配方为:40g/L铬酐、40mL/L醋酸、10g/L成膜促进剂、0 45g/L硝酸、温度20℃、时间30～40s。研究了封闭条件,确定的封闭剂的组成为:120～220g/L硅酸钠,1～3g/L氟化钠,0 1～0 3g/L硫酸锂,最佳pH值为10 5。硫酸铜点滴实验、中性盐水浸泡实验、扫描电镜以及交流阻抗测试表明:Zn Ni合金镀层先经钝化再经封闭处理后耐蚀性能明显提高。该钝化工艺操作简单,具有应用价值。

Ni含量对Zn-Ni合金镀层的耐蚀性影响

采用中性盐雾试验对Zn-Ni合金镀层的耐蚀行为进行了研究,并用扫描电镜、辉光放电光谱仪和X射线衍射仪等手段分析了不同Ni含量的Zn-Ni合金镀层的微观形貌与结构、成分变化规律以及腐蚀产物.结果表明：（1）随着镀层的不断沉积,Ni的含量先增加后减小,在镀层中出现Ni的富积层;（2）Ni含量在5%～15%范围内时,Zn-Ni合金镀层的相结构体现出很复杂的结构特征;（3）经过钝化处理的Zn-Ni合金镀层的耐蚀性远高于镀Zn钝化层、镀Cd钝化层和Cd-Ti合金镀层的耐蚀性;（4）Zn-Ni合金镀层腐蚀产物主要是ZnO和ZnCl2.4Zn（OH）2,并且含有少量的2ZnCO3.3Zn（OH）2.

DCOIT复合Zn-Ni合金抗菌镀层的制备及其耐SRB腐蚀性能研究

目的提高Zn-Ni合金镀层的耐微生物腐蚀性能。方法在硫酸盐电镀液中添加梯度浓度的4,5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT),利用恒电流沉积方法,在碳钢表面阴极电沉积获得DCOIT复合Zn-Ni合金镀层。通过电沉积电位监测与电流效率计算评价DCOIT对电沉积过程的影响,利用扫描电子显微镜、电子能谱、X射线晶体衍射等研究DCOIT对Zn-Ni复合镀层形貌、结构与Ni含量的影响,使用傅里叶红外吸收光谱和荧光显微观察法验证DCOIT的成功复合及复合镀层的抗菌性能,最后将DCOIT复合Zn-Ni合金镀层暴露于硫酸盐还原菌(SRB)中,监测菌液的pH与菌体浓度,同时计算镀层的腐蚀速率,并观察镀层的腐蚀形貌,评价复合镀层的耐SRB腐蚀性能。结果DCOIT在电沉积过程中会吸附在沉积表面,造成沉积电位负移,并略微降低了电流效率。DCOIT的添加显著改变了复合镀层的形貌、结构与Ni含量,其Ni含量与DCOIT的添加量呈线性增长关系,导致其晶体结构转变。DCOIT以有效形式存在于复合Zn-Ni合金镀层中,并显示出抗菌性能,DCOIT添加量为2mmol/L时,镀层中的复合量最高,抗菌性能最好。最后,DCOIT复合Zn-Ni合金镀层能有效抑制环境中SRB的生长与代谢,自身腐蚀速率减慢,耐蚀性能明显增强。结论DCOIT能够以有效形式复合于Zn-Ni合金镀层内部,并有效提高了镀层的抗菌性能,使其获得增强的耐SRB腐蚀性能。

γ相Zn-Ni合金镀层结构及性能分析

采用电沉积方法从碱性镀液中制备γ相Zn-Ni合金镀层,应用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、电化学测量技术对Zn-Ni合金镀层的微观结构和耐蚀性能进行了研究。结果表明,Ni-Zn合金镀层的腐蚀性与其微结构密切相关。Zn-Ni合金镀层的晶型为γ相,合金镀层中镍和锌的质量分数分别为15.98%和84.02%;锌-镍合金镀层中原子堆积方式为正四面体形。在5%氯化钠溶液中,γ相Zn-Ni合金镀层与锌镀层的电化学测试结果表明,在0-10Hz低频率区,γ-相Zn-Ni合金镀层的交流阻抗谱的实部值为镀锌层的7.2倍;腐蚀电位比锌层增加了0.1279V,镀锌层的Jcorr是γ相Zn-Ni合金镀层的5.78倍。

Ce^(3+)对Zn-Ni合金镀层耐蚀性能的影响

在电镀液中添加铈盐,于Q235钢表面电镀Zn-Ni合金,考察了Ce3+添加量对Zn-Ni合金镀层耐蚀性能的影响。通过稳态阳极极化曲线、塔菲尔极化曲线和交流阻抗谱,研究了镀层在30℃3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为;同时对比了Zn-Ni合金镀层在腐蚀前后的微观结构和表观形貌。结果表明:加入铈盐,不改变Zn-Ni合金镀层的晶面择优取向,但会改变各晶面的织构系数;添加铈盐后,Zn-Ni合金镀层的致钝电流密度和维钝电流密度明显降低,极化阻抗明显增大;当镀液中添加0.80g/L铈盐时,镀层结晶粒度明显变小且致密,使得耐蚀性能显著增加。

热浸镀锌用Zn-Ni合金凝固组织的研究

用扫描电镜、电子探针及X射线衍射等分析方法研究了Zn-0.24Ni％Ni、Zn-0．5％Ni及Zn-2％Ni三种热浸镀锌用合金在不同冷却速度下获得的凝固组织特点。结果表明：Zn-0．24％合金炉冷和空冷时的凝固组织为典型的棒状共晶，水冷时为离异共晶，合金相粒子细小且分布均匀；相同冷却速度下，Zn-0．5％Ni和Zn-2％Ni合金中的合金相粒子尺寸相当，但前者凝固组织中的合金相粒子均为8相，而后者主要为γ相粒子且数量更多。冷却速度的提高，有利于不同成分的Zn—Ni合金获得较小的合金相粒子，且分布更均匀。

Cl-对Zn-Ni合金共沉积Zn转移电流密度的影响

在氯化物电解液中Zn_Ni合金共沉积存在着由正常共沉积转变成异常共沉积的Zn转移电流密度 ,该转移电流密度随着Cl-浓度的增加而增加 ,而与溶液pH值基本无关 .这是由于Cl-的存在降低了Ni的析出过电位 。

Zn-Ni合金镀层中Ni含量影响因素及镀层耐蚀性

研究了碱性Zn-Ni合金电镀工艺,采用扫描电镜、极化曲线、交流阻抗及浸泡试验测定了镀液温度、电流密度及镀液组成等因素对镀层表面形貌、镀层中Ni含量及耐蚀性能的影响。结果表明:温度和电流密度对镀层中Ni含量的影响不大;镀层中Ni含量随着镀液中Ni2+与Zn2+质量浓度比的升高而增大。随着镀层中Ni质量分数的增加,镀层颗粒越来越细致、均匀;在5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为表明:Ni的质量分数为13%的合金镀层具有最佳的耐蚀性。

周期换向脉冲电沉积Zn-Ni合金镀层的结构与耐蚀特性

在硫酸盐型Zn-Ni合金镀液中,分别采用直流电沉积和周期换向脉冲电沉积方式制备Zn-Ni合金镀层。通过研究电源输出波形对Zn-Ni合金镀层微观形貌、XRD图谱特征以及耐蚀行为影响的规律,发现采用脉冲电沉积法制备的Zn-Ni合金镀层具有较好的微观形貌,镀层表面平整、结晶细致,镀层的自腐蚀电流小,耐蚀性好。综合分析研究结果表明,采用多参数周期换向脉冲电沉积法制备新型合金镀层具有广阔的应用前景。

阴极偏压对Zn-Ni合金镀层电沉积行为的影响

碱性锌酸盐体系电沉积Zn-Ni合金镀层的研究还不系统。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDX)、电化学阻抗谱(EIS)等研究了碱性锌酸盐体系中A3钢表面Zn-Ni合金镀层的共沉积行为,考察了阴极偏压对Zn-Ni合金镀层成核/生长速率的影响规律。结果表明:通过恒电流电沉积技术得到的Zn-Ni合金镀层表面平整光亮,镀层中Ni含量为10.6%;Zn-Ni合金镀层的沉积过程遵循异常共沉积机制,镀液中的Zn2+阻碍了Ni2+的阴极还原反应过程;Zn-Ni合金镀层的沉积速率随着阴极偏压的变负而呈指数规律提高。

高耐蚀Zn-Ni合金电镀工艺

介绍一种高耐蚀性Zn—Ni合金镀液配方及电镀工艺流程，阐述了Zn-Ni合金镀液成分及工艺条件的影响及维护方法。对Zn-Ni合金镀层进行钝化处理后，通过中性盐雾试验，并与镀锌层进行比较，Zn—Ni合金镀层的耐蚀性高于镀锌层4～8倍。该配方具有成本低、工艺简单、分散性好、操作方便及镀层易钝化等优点。

Zn-Ni合金/Ni-P合金双层镀层性能的研究

在钢铁基体上电镀Zn-Ni合金/Ni-P合金双层镀层,并对其性能进行了研究。结果表明:Zn-Ni合金/Ni-P合金双层镀层兼具Zn-Ni合金的高耐蚀性和Ni-P合金的高耐磨性,与基体的结合力也较好,而且在脆性方面比Zn-Ni合金的好,在耐磨性方面与Ni-P合金的相当。

碱性锌酸盐体系中Zn-Ni合金镀层的电沉积行为

采用循环伏安技术、计时安培技术和扫描电镜技术研究了碱性锌酸盐体系中Zn-Ni合金镀层在A3钢表面的电沉积行为。结果表明,在Zn-Ni合金镀层共沉积之前,富镍层优先在A3钢表面沉积;镀液中Zn^(2+)的阴极还原阻碍了Ni^(2+)的阴极还原反应,而Ni^(2+)则促进了Zn^(2+)的电沉积过程;Zn-Ni合金镀层的电沉积过程遵循扩散控制下的二维(2D)成核/生长机制。

镀液组成对碱性体系Zn-Ni合金镀层性能的影响

目的发现最优工艺条件,了解Zn-Ni电沉积机理。方法通过场发射电镜分析、能谱分析以及电化学分析等方法,研究以一种胺羧多官能团配体为Ni2+络合剂的碱性锌酸盐电解液体系中,锌/镍离子物质的量之比与锌镍离子总浓度对镀层的光泽度、镍含量、耐蚀性、表观质量和微观结构的影响。结果锌/镍离子物质的量之比增加会使得镀层镍含量降低,最后稳定在15%~19%,镀层微观结构由晶粒细致平滑型转化为粗大疏松型。物质的量之比为1.9时,镀层的腐蚀电流最小。锌镍离子总浓度增加会使得镀层镍含量缓慢减小,镀层微观结构由晶粒细致疏松型转化为细致紧密型,最后又转变为粗大疏松型,镀层的腐蚀电流先减小后急剧增大,即镀层的耐蚀性先增加后急剧降低。结论在锌/镍离子物质的量之比为1.9、锌镍离子总浓度为0.12 mol/L时,所得镀层的综合性能最好。镀层锌/镍含量变化趋势符合Brenner吸附膜理论。

电镀Zn-Ni合金镀层结构及耐蚀性能研究

在一种Zn-Ni合金碱性电镀体系中,应用电化学沉积法在304不锈钢表面快速制备了Zn-Ni合金镀层,采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪和电化学工作站,对Zn-Ni合金镀层及Zn镀层的微观结构及耐蚀性能进行了对比研究.结果表明:所获得的Zn-Ni合金镀层晶型为γ晶型,镍和锌的质量分数分别为14.37%和85.63%;通过不同电介质溶液模拟不同环境考察Zn-Ni合金镀层的耐蚀性,在质量分数为5%的NaCl溶液中Zn-Ni合金镀层的自腐蚀电位相对于Zn镀层正移了245 mV,腐蚀推动力比Zn镀层小,其腐蚀电流密度是Zn镀层的0.15倍;在1mol/L的NaOH溶液中,Zn-Ni合金镀层的自腐蚀电位相对于Zn镀层正移了59mV,其腐蚀电流密度是Zn镀层的0.86倍,所获得的Zn-Ni合金镀层在中性溶液和碱性溶液中都具有很强的耐蚀性.