低碳钢上NiWAl2O3纳米复合电镀层的耐腐蚀性能研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第41卷第1期材料保护VoI．41No．12008年1月MaterialsProtectionJan．2008低碳钢上Ni-W—Al2o3纳米复合电镀层的耐腐蚀性能研究王利，吴玉程，舒霞，王文芳，李云，黄新民(合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥230009)[摘要]通过电沉积方法在Q235低碳钢上制备出NiW—A1O纳米复合镀层，采用测定浸泡腐蚀失重和测定交流阻抗的方法研究了其耐腐蚀性能。结果表明：Ni．w．Al，O纳米复合镀层的耐蚀性优于普通Niw镀层；Ni

2、—W—A1O纳米复合镀层在电解液中剥蚀发生之前，电化学阻抗谱由一个容抗弧组成，剥蚀后的阻抗谱呈现Warburg阻抗特征。[关键词]纳米复合镀层；Ni．WA1，O；低碳钢；耐腐蚀性；电化学阻抗谱[中图分类号]TQ153．2[文献标识码]A[文章编号]1001—1560(2008)01—0017—030前言mm×2mm，试样镀前预处理工艺为：打磨一冷水洗一除油(热碱)一热水洗一冷水洗一酸洗—水洗一晾干。随着纳米材料科学的发展，人们将纳米材料技术镀液的成分及工艺参数为：15g／L硫酸镍，10—30与复合镀技术相结合，形

3、成了纳米复合镀技术卜。L钨酸钠，50—70g／L柠檬酸，适量氨水，8mg／L表所谓纳米复合镀技术就是在电解液中加入一种或数种面活性剂，4—16g／L三氧化二铝，pH值6～8，电流密纳米尺度的不溶性固体颗粒，并进行充分地分散，使纳度15A／din，镀液温度65—75℃，搅拌速度600米不溶性固体颗粒均匀悬浮在镀液中，通过与金属共r／min，电镀时问60min。配制镀液时，先将钨酸钠沉积而获得纳米复合镀层。它是复合镀技术发展进程(NaWO·2HO)溶液加入硫酸镍(NiSO·6HO)溶中的一次质的飞跃。纳米复合镀层所表

4、现出的诸多液中，充分搅拌，可见沉淀生成，再加入柠檬酸溶液，搅优异性能已使纳米复合镀技术迅速成为表面技术发展拌至沉淀逐渐溶解，过滤溶液后，再加入纳米A1O颗的又一热点。前期的诸多研究表明，加入硬质纳米颗粒，A1：O颗粒加入前用适量水润湿并加入表面活性粒可提高镀层硬度、增强耐磨性能，通过加入润滑性能剂，用SKI200H型超声清洗机分散1h，最后加氨水调优异的颗粒可改善镀层自润滑性能⋯。但加入纳米整pH值，施镀过程中采用机械搅拌。颗粒对复合镀层耐腐蚀性能的影响则鲜见报道。本工1．2镀层耐蚀性评价作主要通过电沉积的方法制

5、备出Ni—w—A1O纳米复合镀层，与相同工艺参数的普通电沉积Ni．w镀层对比，(1)腐蚀失重试验：将镀有Ni—w—A1O纳米复合通过测定腐蚀失重和电化学阻抗谱的方法考察了镀层镀层的试样分别浸泡在浓度为1，0mol／L的NaC1、0，5的耐腐蚀性能。mol／L的H2SO、1．0mol／L的HNO3溶液中，每隔24h用TG528B阻尼分析天平称量一次，共浸泡4d。用失1试验部分重法来测定腐蚀速度，其计算公式¨为：m0一mI1．1Ni-W-Al2O3纳米复合电镀层的制备失试样的基体材料为Q235低碳钢，尺寸为40mm×

6、15式中：为腐蚀速度(g／in·h)；m。为试样腐蚀前的质量(g)；m．为试样清除腐蚀产物后的质量(g)；S为[收稿日期]2007—08—11试样的表面积(m)；t为腐蚀时问(h)。[基金项目]安徽省重点科研项目(0502047)和国家自然(2)电化学阻抗谱(EIS)的测定采用上海辰华仪器科学基金项日(20571022)公司电化学工作站和CHI660A—ElectroChemical维普资讯http://www.cqvip.com低碳钢上Ni—w—AIO纳米复合电镀层的耐腐蚀性能研究Workstation软件系统

7、，用交流阻抗的方法测试。以看出，NiwA1O纳米复合镀层的腐蚀失重皆小于试样非剥蚀面用环氧树脂密封，工作面经无水乙相同工艺参数下的Ni．w镀层，可见前者耐腐蚀性好于醇除油、蒸馏水清洗后在空气中自然干燥，工作面积约后者。这主要是由于纳米A1O微粒在镀层中的均匀为20mm。采用经典的三电极体系，以饱和甘汞电极分布，细化了晶粒尺寸，使得镀层的孔隙率降低，从而(SCE)为参比电极，铂电极为辅助电极，测试所用的电增加了镀层的致密性，同时纳米A1：O微粒本身的化学解液为3．5％的NaC1溶液。EIS测试所用交流电位幅性质也不

8、活泼，其在镀层中的均匀分布可以把腐蚀介值为5mV，频率范围为0．1～10．0kHz。所有的测试质和晶粒分开，阻止了腐蚀的进一步进行。试验过程均在室温(25±3)℃下完成。中还发现，在1．0mol／L的NaC1和0．5mol／L的HsO溶液中，随浸泡时间的延长，两种镀层的失重很少，镀2结果与讨论层表面色泽几乎没有变化。而在1．0mol／LHN03溶液中浸泡一天后发现，Ni—