銅表面鎳基多元合金鍍層的制備與耐蝕性研究.pdf

1、接地網(wǎng)是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障，近年來(lái)不斷增加的電力系統(tǒng)容量對(duì)接地材料的耐蝕性能提出了更高要求。本文采用化學(xué)鍍和脈沖電沉積方法在銅表面鍍覆一層鎳基合金鍍層以提高銅接地材料在弱酸性(酸性)土壤介質(zhì)中的耐蝕性能；采用動(dòng)電位極化曲線、電化學(xué)阻抗譜和室內(nèi)埋片加速腐蝕試驗(yàn)等方法系統(tǒng)探討了化學(xué)鍍Ni-P、Ni-Sn-P及脈沖電沉積Ni-W-P、Ni-P四種合金鍍層在pH為5.5、3.5 wt.％NaCl溶液和pH為5.5、含水量20 wt.%或50

2、wt.%土壤介質(zhì)中的耐蝕性能。
　　論文首先考察了化學(xué)鍍非晶態(tài) Ni-P、Ni-Sn-P合金鍍層對(duì)銅接地材料在弱酸性介質(zhì)中的保護(hù)性能；系統(tǒng)探討影響脈沖電沉積 Ni-W-P合金鍍層在酸性腐蝕介質(zhì)中耐蝕性能的諸多工藝參數(shù)，優(yōu)化出最佳工藝參數(shù)。最后研究了MnSO4·H2O及LaCl3·xH2O對(duì)脈沖電沉積非晶態(tài)Ni-P合金鍍層結(jié)構(gòu)、組成及耐蝕性能的影響。論文的研究成果為銅接地材料表面鍍層提供了多種可能選擇，其主要研究成果如下：
　

3、　(1)化學(xué)鍍非晶態(tài)Ni-P、Ni-Sn-P合金鍍層在酸性 NaCl溶液中的自腐蝕電流密度及電荷轉(zhuǎn)移電阻依次分別為：4.064μA/cm2、1.0458μA/cm2、17.54 k?cm2、25.14 k? cm2。研究發(fā)現(xiàn)，Sn元素的加入能有效降低合金鍍層孔隙率，提高鍍層耐蝕性能。Ni-P、Ni-Sn-P合金鍍層的自腐蝕電位為-0.387 V和-0.281 V，較Cu的自腐蝕電位負(fù)，為陽(yáng)極性鍍層。pH為5.5、含水量20 wt.%的模

4、擬土壤介質(zhì)中的室溫埋片的早期電化學(xué)阻抗譜測(cè)試結(jié)果和室內(nèi)埋片加速腐蝕試驗(yàn)的結(jié)果表明：兩種合金鍍層在弱酸性土壤中均顯示出遠(yuǎn)優(yōu)于銅的耐蝕能力。
　　(2)采用脈沖電沉積方法制備出耐蝕性優(yōu)異的Ni-W-P合金鍍層。通過(guò)對(duì)鍍液pH、溫度(T)、平均電流密度(im)及脈沖頻率(f)等影響鍍層結(jié)構(gòu)及耐蝕性能的工藝參數(shù)的系統(tǒng)研究，得到脈沖電沉積Ni-W-P合金鍍層的最佳制備工藝為：pH=2.0±0.1，T=60±2℃，im=3~5 A/dm2，f

5、=600 Hz。所得Ni-W-P合金鍍層在酸性NaCl溶液中自腐蝕電流密度為0.6434μA/cm2，電荷轉(zhuǎn)移電阻為67149?cm2，在pH為5.5、含水量50 wt.%土壤中的自腐蝕電流密度為0.2126μA/cm2，電荷轉(zhuǎn)移電阻為120.59 k?cm2，具有遠(yuǎn)優(yōu)于銅在弱酸性介質(zhì)中的防腐性能。
　　(3)研究了MnSO4·H2O及稀土LaCl3·xH2O對(duì)脈沖電沉積 Ni-P合金鍍層耐蝕性的影響：添加MnSO4·H2O能提高