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。

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。

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。

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.

Zn-Ni合金镀层中添加第三种元素和纳米颗粒的研究新进展

介绍了在汽车、航空航天等行业中得到广泛应用的钢铁零件电镀Zn-Ni合金镀层,以及往碱性、氯化物等锌镍合金镀液中加入Fe、Co、Mn、Ce、P等第三种元素所获得的锌镍三元合金镀层,具有更优良的耐腐蚀性、催化性等性能的情况。介绍了往Zn-Ni合金镀液里加入氧化硅、氧化铈、氧化钛、氧化铝、碳化硅等纳米颗粒的进展情况,发现含有纳米颗粒的锌镍复合镀层具有耐腐蚀性、耐磨损性、热稳定性更好,硬度更高等优点。梳理了2016年以来在Zn-Ni合金电镀中添加第三种元素和纳米颗粒的多层镀层研究新进展。从Zn-Ni单一镀液中沉积Ni-P和Zn-Ni合金多层镀层时,在低电流密度下沉积出Ni-P层;在较高电流密度下,沉积出含3.2%P的Zn-Ni-P合金镀层,这种多层镀层可以大幅度提高钢铁零件的防腐蚀性能。介绍了在含12%Ni的Zn-Ni镀层上镀覆Ni-Co-SiC纳米复合镀层的情况,这种多层结构既可以提高镀层的结合力,又可提高其在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。该复合镀层是一种硬度高、磨损量低的新型Zn-Ni合金复合镀层。

电流波形对电沉积Zn-Ni合金镀层的影响

Zn-Ni合金镀层的电沉积机理属于异常共沉积,为研究电沉积电流波形的影响,分别以直流电沉积方法、单向脉冲电沉积方法、双向脉冲电沉积方法制备了Zn-Ni合金镀层,主要利用SEM、EDS、电化学腐蚀测试等方法从形貌、成分、厚度及耐蚀性对镀层进行评价。研究表明,脉冲电流波形尤其是双向脉冲波形对镀层质量有提升作用,双向脉冲方法制备出的镀层的微观形貌为胞状,更加平整致密,镀层的Ni原子分数为14. 34%,腐蚀电流密度为5. 73×10-8A/cm2,腐蚀电位为-0. 80198 m V,耐蚀性更好。

不同锌合金镀层的制备及其耐腐蚀与机械性能研究

利用电沉积方法在铜基体上分别制备Zn-Ni合金镀层、Zn-Co合金镀层、Zn-Ni-P合金镀层和Zn-Ni-W合金镀层,并研究不同锌合金镀层的微观形貌、晶相结构、结合强度、耐腐蚀性能、硬度、韧性与耐磨性能。结果表明:不同锌合金镀层完全覆盖铜基体,并且结合强度高,但它们的形貌特征及物相有所不同,耐腐蚀与机械性能也存在差异。Zn-Co合金镀层的晶粒呈团簇颗粒状,堆积紧密;Zn-Ni-P合金镀层的晶粒呈细小块状,堆积紧密;Zn-Ni-W合金镀层的晶粒呈花蕊状,以缠绕形式紧密结合。它们的致密性和耐腐蚀性能明显好于Zn-Ni合金镀层,硬度较Zn-Ni合金镀层分别提高约68 HV、62 HV、109 HV,磨损体积较Zn-Ni合金镀层分别降低约65%、40%、42%。Zn-Ni-P合金镀层的耐腐蚀性能最好,具有最高的电荷转移电阻4.04×103Ω·cm2和低频阻抗模值1.10×104Ω·cm2,而Zn-Ni-W合金镀层具有高硬度(421.8 HV),还表现出良好的韧性与耐磨性能。

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。

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。

占空比对脉冲电镀Zn-Ni-Mn合金镀层的影响

采用脉冲电镀技术在Q235钢表面制备Zn-Ni-Mn合金镀层。采用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了占空比(10%~60%)对镀层元素含量、沉积速率、表面形貌及耐蚀性的影响。结果表明:随占空比的增大,镀层锌、镍含量升高,锰含量降低;沉积速率先升高后降低;占空比为20%时制备的镀层形貌致密,自腐蚀电流密度最小,电荷转移电阻最大,耐蚀性最好。

低碳钢热浸Zn-0.15%Ni合金镀层组织及第二相粒子

采用热浸zn-Ni合金镀锌方法,在含0.03％～0.36％Si的低碳钢上获得Zn～Ni合金镀层.研究了镀浴中Ni含量和钢中Si含量对镀层中δ相和ζ相生长速率的影响,以及Zn-Ni合金镀层η相中的第二相粒子即zn-Fe-M三元化合物г2相粒子的形成和长大过程.结果表明,在Zn-0.15％Ni镀浴中,含硅0.03％～0.215％钢镀层的ζ相明显受到抑制,δ相厚度略有增加.г2相粒子的形成和长大过程包括ζ相的溶解、г2相的形核和成比例吸收铁、镍而长大.