碱性锌酸盐锌镍合金电镀工艺及机理研究

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1、·南昌航空大学硕士学位论文碱性锌酸盐锌镍合金电镀工艺及机理研究姓名：吴浩杰申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：杜楠20080501···摘要锌镍合金是一种新型防护性镀层，具有极高的耐蚀性和优良的机械性能，极具有发展前景。本文优选出碱性锌酸盐锌镍合金镀液的添加剂，并通过正交实验优化了锌镍合金电镀工艺参数与镀液配方，系统地研究了电沉积锌镍合金的工艺条件。重点探讨了阴极电流密度、温度和镀液成分含量对锌镍合金镀层中镍含量的影响规律。采用x射线衍射仪、扫描电镜和分光光度计等分析仪器和手段，对锌镍合金镀层的成分、微观形貌、相结构和腐蚀产物进行分析和研究。采用动电位扫描法研究了锌镍合金共沉积电化学行为，

2、并结合交流阻抗谱分析探讨了锌镍合金共沉积类型和机理。采用了电化学极化曲线、盐水浸泡法和中性盐雾实验法对锌镍合金镀层的耐蚀性进行了研究。结果表明：（1）在ZnO12g/L;NaOH120g/L; NiSO4·6H2O8g/L;络合剂ZNA40mL/L;酒石酸钾钠40g/L;光亮剂6mL/L;T=25 ℃;Dk=2.5A/dm2下，可获得镍含量为12~14wt.%的锌镍合金镀层。（2）锌镍合金镀层中的镍含量与合金镀液组成及工艺条件有关，其中镀液中锌镍离子浓度比对镀层的镍含量影响最大。（3）在合金电镀过程中，锌离子的存在和析出，会在阴极表面形成中间产物吸附膜，使镍的还原受阻，所以锌镍合金共沉积表现为

3、异常共沉积。（4）镍含量不同，相组成不同，耐蚀性也不同。镍含量<10%的锌镍合金镀层是δ+η相；10-14%主要是δ+x相；14-18%是γ+δ相；>18%是γ+δ+α相。耐蚀性总体表现为δ+x相优于δ+η相、γ+δ相优于γ+δ+α相。（5）锌镍合金镀层在腐蚀过程中，由于NiO的存在，使Zn(OH)2转化为ZnO的过程受阻，提高了合金镀层的耐蚀性。关键字：锌镍合金，电镀，合金共沉积，异常共沉积，耐蚀性···I···ABSTRACTZinc-Nickelalloysareakindofnewandprotectivecoatingsandhavebeen developed.TheZn-Nial

4、loyscoatingshaveapromisingfuture,becauseoftheirhigh corrosionresistanceandgoodmechanicalproperties.Inthispaper,Zinc-Nickelalloys electroplatinghasbeenrealizedbyadoptingnewadditive,complexantandorthogonal experiments.ThenewprocessconditionsandsolutionsofelectroplatingZinc-Nickel alloyshavebeenobtaine

5、dandresearchedfromallaspects.Theeffectsofcurrentdencity, temperature,compositionofelectroplatingsolutiononthecontentofNickelinthe depositswereinvestigatied.TherulesofZinc-Nickelalloycoatingcomponent, microcosmicappearanceandstructure,corrosionproductshavebeenanalyzedand researchedbymeansofadoptingXR

6、D,SEMandspectralphotometer.The electrochemicalbebavioroftheZn-Nielectroplatinghasbeenstudiedrespectivelyby linearsweepvoltammetryandcyclicvoltammetry,partialcurrentmethodand alternatingcurrentimpedancemethod.ThepropertiesoftheZinc-Nickelalloys corrosionresistancehavebeenresearchedbytheelectrochemist

7、ytest,NaClimmersion testandtheneutralsaltspraytest.Theresultsshow:(1)TheZn-Nialloyscoatingwhich thecontentofnickelisin12~14wt.%withhighestcorrosionresistancehasbeen abtainedbyZnO12g/L;NaOH120g/L;NiSO4