電沉積泡沫鐵鎳合金工藝的研究.pdf

1、泡沫金屬是一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和性能的新型功能材料，本文所研究的低鎳高鐵的泡沫鐵鎳合金生成成本低，應(yīng)力脆性小，以其便宜的價(jià)格、比表面積大、抗壓強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)更適合用于汽車尾氣凈化及其相關(guān)領(lǐng)域目前。目前，電沉積泡沫鐵鎳合金主要采用氯化物體系和硫酸鹽鍍液體系，但是氯化物體系不穩(wěn)定、易氧化，因此通過比較上述兩種體系，著重研究了硫酸鹽鍍液體系。
　　通過赫爾槽試驗(yàn)確定了硫酸鹽基礎(chǔ)鍍液的工藝條件：FeSO4·7H2O350g/L,

2、pH為2.0，溫度為60℃，電流密度為8A/dm2。比較了氯化物基礎(chǔ)鍍液與硫酸鹽基礎(chǔ)鍍液在加入相同濃度不同種類的鎳鹽后鍍層中的鎳含量、耐蝕性能、硬度。由比較結(jié)果選擇了硫酸鹽鍍液體系為本實(shí)驗(yàn)的研究體系,所加鎳鹽為NiSO4·6H2O。
　　利用SEM圖考察了硫酸鹽鍍液體系中作為抗氧化劑的氨基磺酸和氯化錳，作為緩沖劑的硼酸，作為導(dǎo)電劑的硫酸鈉對(duì)合金表面形貌的影響，同時(shí)考察了各組分對(duì)鍍層耐蝕性能的影響。通過研究可知在硫酸鹽鍍液體系中加1

3、0g/L~50g/L濃度的NiSO4·6H2O可以獲得鎳含量在2.5at％~7at%之間的鍍層，經(jīng)過試驗(yàn)采用的電沉積泡沫鐵鎳合金的工藝條件為：FeSO4·7H2O350g/L，NiSO4·6H2O30g/L，pH為2.0，溫度為60℃，電流密度為8A/dm2。
　　通過陰極極化曲線考察了4種添加劑（Gd2O3，Pr2O3，Ce2O3，糖精）對(duì)鐵鎳合金共沉積陰極過程的影響，其中Gd2O3和糖精能夠增大陰極極化作用，Pr2O3對(duì)陰極極

4、化的作用影響不顯著，而Ce2O3卻能夠減小陰極極化作用。通過AFM測(cè)試了加入添加劑后鍍層的表面粗糙度，發(fā)現(xiàn)加入糖精和氧化鈰后鍍層的表面粗糙度較小，分別為77.088 nm和74.585 nm。同時(shí)考察了不同濃度的添加劑對(duì)鍍層硬度、應(yīng)力的影響，當(dāng)加入0.6g/L氧化鈰或0.2g/L糖精時(shí)，鍍層具有較低的內(nèi)應(yīng)力，分別為62.25 Nmm2和58.12 Nmm2，采用X射線衍射(XRD)考察不同添加劑對(duì)鍍層結(jié)晶形態(tài)的影響，結(jié)果可知添加劑的加入