镁合金化学镀镍溶液及其界面反应机理研究

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1、学校代号：10532学号：Bl01S0028密级：湖南大学博士学位论文镁合金化学镀镍溶液及其界面反应机理研究学位申请人姓名：进迨龌导师姓名及职称：金圈4数握!塑这生熬援培养单位：丝堂丝王堂暄专业名称：物理丝堂论文提交日期：：2Q!三生Q垒目!三旦论文答辩日期：2Q!三生Q鱼旦Q兰旦答辩委员会主席：匿金堡ResearchonthemechanismofbathreactionsandinterfacereactionsbetweenelectrolessnickelbathandmagnesiumalloysbyZhihuiXIEB．E．(HainanNormalUniversity)2008

2、AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoetorofSciencePhysicalChemistryintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorGangYUProfessorBonianHUMay，2013湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡

3、献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：咿赡帆衫学位论文版权使用授权书／)年多月歹同／本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：同期：J杉，同期：弘R

4、同R一?^＼~＼衫。夕．眵移年年镁合金化学镀镍溶液及界

5、面反应机理研究摘要镁合金具有密度小、散热性好、强度质量比高、电磁屏蔽能力强等诸多优点而广泛应用于航空、电子、计算机及汽车等领域。但是镁合金的耐蚀性和耐磨性差，为了充分发挥镁合金的优势，克服这两种缺点对其使用范围的阻碍限制，在工业应用中，尤其是一些特殊行业，化学镀镍已经成为镁合金使用前必经的工艺步骤。然而，镁合金化学镀镍还存在诸多问题，多数研究者都致力于一次性化学镀液条件下镀层耐蚀能力的提高。本论文一方面研究了镁合金化学镀镍的界面反应机理和镀层性能，另一方面重点对镀液的性质变化进行了系统的研究，得到了一种稳定性高、缓冲能力强的化学镀镍溶液配方。论文通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光

6、谱(EDX)、X．射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)及电化学测试等现代检测技术对镁合金化学镀镍层的表面形貌、微观结构、沉积速率、沉积电势(E,t。p)、沉积电流(id。p)等参数的表征和测试，研究了镁合金化学镀镍的初始沉积过程、前处理工艺、动力学方程和镀液的性能。主要的研究成果如下：1．开发了一种无铬低氟绿色环保的的镁合金化学镀镍酸洗活化前处理新工艺。鉴于镁合金传统化学镀镍前处理工艺中六价铬对环境造成的严重污染，通过对比研究几种不同酸洗活化工艺对基底的刻蚀效果及对镀层性能的影响发现，使用(H3P04+HN03)酸洗，K4P207和NH4HF2分别活化的二次活化工艺可以使基底形成特殊

7、的腐蚀形貌及合适的氟氧元素比(F／O)，从而在保证镀层耐蚀性的同时大大提高镀层的结合力。同时，研究还发现，化学镀镍沉积初期包括两类重要反应：(1)置换反应触发的镍初始沉积；(2)镍的自催化还原沉积。2．研究了化学镀镍液中硫酸根离子的积累对化学镀镍的影响。通过添加硫酸铵的方法模拟了硫酸根离子累积对镀液沉积速率、次磷酸钠效率、镀液稳定性及镀层质量的影响。结果发现，一定浓度的硫酸铵可以提高沉积速率(<12g·dm。)，但会使镀液的稳定性和次磷酸钠效率下降。浓度的进一步增大对镀液稳定性影响较小，同时有利于次磷酸钠效率的提高。低浓度硫酸铵的引入不会对镀层造成不利影响，相反，在一定的浓度范围内，还可以细

8、化晶粒，改进镀层的耐蚀性能。但是，硫酸铵浓度过高(>16g．dm-3)则导致镀层应力增加，降低镀层结合力。3．研究了镀液pH值对镀层质量的影响及稳定镀液pH值的方法。研究结果表明，pH值不但会影响镀层的致密性，同时还会改变镀层中的P含量，使得镀层的微观结构发生变化，表现出不同的耐蚀性能。添加适量浓度的醋酸铵可以大大提高镀液缓冲能力，得到的镀层耐蚀能力更强，镀液的pH值和稳定系数在周期II博士学位论文(MTO)