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化学镀Ni-Fe-P合金的制备及其性能研究

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第一章 绪论

1.1 化学镀铜

1.2化学镀镍基二元合金

1.3化学镀镍基三元合金

1.4 冲蚀磨损

1.3本课题研究意义

第二章 实验方法

2.1化学镀基体前处理

2.2 镀覆工艺

2.3 测试与表征

2.4 冲蚀装置及参数

第三章 镀液组成对化学镀Ni-Fe-P合金的影响

3.1 镀液组成对沉积速度的影响

3.2 镀液组成对镀层成分的影响

3.3 镀液组成对镀层形貌的影响

3.4 镀层物相

3.5 镀层耐蚀性

3.6 小结

第四章 镀液组成对镀液开路电位及阴极极化曲线的影响

4.1硫酸亚铁浓度对开路电位和阴极极化曲线的影响

4.2 柠檬酸三钠浓度对开路电位和阴极极化曲线的影响

4.3 pH值对开路电位和阴极极化曲线的影响

4.4小结

第五章 热处理对镀层的影响

5.1热处理温度对镀层物相组成的影响

5.2 不同热处理温度对镀层耐蚀性的影响

5.3 热处理温度对镀层硬度的影响

5.4 小结

第六章 镀层冲蚀实验

6.1在含有3.5wt%NaCl的悬浮液中镀层的冲蚀规律

6.2 在含有5wt%NaOH的悬浮液中镀层的冲蚀规律

6.3 在含有5vol%HCl的悬浮液中镀层的冲蚀规律

6.4 镀层在三种介质中的耐蚀性

6.4 小结

第七章 全文总结与展望

7.1总结

7.2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果

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摘要

本文研究了镀液组成对化学镀Ni-Fe-P合金沉积速度、镀层成分和镀层表面形貌的影响,并对镀液的阴极极化曲线进行了研究,确定了最佳工艺。并对此工艺条件下获得的样品在含有碳化硅颗粒的NaCl质量分数为3.5%的悬浮液﹑含有碳化硅颗粒的NaOH质量分数为5%的悬浮液以及含有碳化硅颗粒的HCl体积分数为5%的悬浮液中的耐冲蚀性进行了研究。用SEM﹑能谱仪和XRD对沉积层进行表征。确定最佳工艺条件为:硫酸镍20g/L,硫酸亚铁12 g/L,次亚磷酸钠30g/L,硫酸铵20g/L,乳酸20mL/L,pH值为9.0,镀液温度为80℃。镀液组成对镀液的阴极极化曲线有较大的影响,随着硫酸亚铁加入量的增加析出电位移,随着柠檬酸三钠浓度的增加析出电位负移,随着PH值的升高析出电位负移。该镀层在3.5﹪NaCl溶液中与相同工艺条件下获得的Ni-P镀层相比具有较好的耐蚀性。X射线衍射分析表明镀态下化学沉积Ni-Fe-P合金以非晶态+镍的固溶体形式存在。经400℃热处理后镀层开始有晶体析出,且随着热处理温度的升高,晶体的结晶度越高。不同热处理温度处理后的样品的塔菲尔曲线表明,在热处理温度为200℃和300℃时,随着热处理温度的升高镀层在3.5%溶液中耐蚀性提高,且明显优于镀态下样品的耐蚀性;随着热处理温度的继续提高,镀层的耐蚀性迅速下降,在热处理温度为400℃时,镀层的耐蚀性明显低于镀态;当热处理温度达到600℃时,镀层的耐蚀性虽然与400℃热处理后样品的耐蚀性相比有所提高,但任低于镀态下样品的耐蚀性。随着热处理温度的升高镀层的硬度缓慢增加,在热处理温度为400℃时镀层的硬度最大,温度继续升高,镀层的硬度反而降低。冲蚀实验发现镀层在含有碳化硅颗粒的NaCl质量分数为3.5%的悬浮液中和含有碳化硅颗粒的NaOH质量分数为5%的悬浮液中具有良好的耐冲蚀性,在含有碳化硅颗粒的HCl体积分数为5%的悬浮液中耐冲蚀性较差。而且镀层在碳化硅颗粒的NaCl质量分数为3.5%的悬浮液和在含有碳化硅颗粒的NaOH质量分数为5%的悬浮液中的冲蚀规律几乎相同,在不同流速和不同冲击角度下,镀层的质量损失都在颗粒粒度为120目时质量损失最大,在颗粒粒度为240目时质量损失最小。在含有碳化硅颗粒的HCl体积分数为5%的悬浮液中,由于HCl对镀层具有较强的腐蚀作用,其冲蚀规律变得更加复杂。

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