鎂合金直接化學鍍Ni-B初期成核機理及鍍液電化學性能研究.pdf

1、鎂合金具有優(yōu)良的性能，但是其耐蝕性差的特點限制了在生產(chǎn)和生活方面的廣泛應用。本文研究了前處理后鎂合金表面狀態(tài)的變化，并利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、劃痕試驗以及電化學方法等技術綜合表征在最優(yōu)工藝條件下獲得的鍍層的形貌、結(jié)構、結(jié)合力和耐蝕性等性能。采用元素分析和鍍層形貌相結(jié)合的方法探討鍍層初期形核機理。運用電化學手段，利用循環(huán)伏安技術研究了不同鍍液組分濃度以及不同電極表面對鍍液電化學性能的影響。 研究結(jié)果表

2、明酸洗處理后，鎂合金表面獲得了一層銀白色且具有網(wǎng)狀結(jié)構的氧化膜。優(yōu)化的工藝條件下獲得的鍍層表面呈胞狀結(jié)構，致密，無明顯的表面裂紋。由截面SEM圖看出鍍層與基體附著緊密，且在兩者的結(jié)合處具有機械咬合的結(jié)合方式。劃痕實驗顯示鍍層同基體具有良好的結(jié)合力。XRD結(jié)果顯示鍍層為非晶態(tài)和晶態(tài)混合結(jié)構。電化學耐蝕性測試結(jié)果表明鍍層在3.5％NaCl溶液中具有良好的耐蝕性。自腐蝕電流密度小于0.71μA/c㎡，較基體28.548μA/c㎡降低了近兩個數(shù)

3、量級。 初期形核機理研究結(jié)果表明前處理后造成基體表面出現(xiàn)性質(zhì)不同且導致不同的沉積過程的兩相。第一類為裸露的Mg基體位置，第二類為酸洗后殘留在表面的氧化鎂位置。在第一類位置上會發(fā)生鎳的電化學形核反應和基體腐蝕反應，初始鎳核出現(xiàn)在基體第二相β相(Mg17Al12)，該處主要以形核反應為主。在第二類位置上，氧化鎂膜首先發(fā)生溶解，然后在露出的新基體表面發(fā)生第一類位置上的形核反應，在此位置主要以鎳核的生長為主。 鍍液電化學性能研究

4、顯示CV圖上出現(xiàn)了三個氧化峰，分別對應為還原劑NaBH4氧化峰、Ni的溶出峰和富B的Ni-B相溶出特征峰。但是富B的Ni-B相溶出特征峰在圖譜上不明顯，主要是由于鍍層中B含量太少造成的。NaBH4氧化起峰濃度在玻碳上為0.015M，Ni上為0.01M。研究結(jié)果還表明最大沉積電流密度(在最大負向陰極電位時所呈現(xiàn)出的電流密度)和NaBH4氧化峰電流隨著NaBH4和Ni2+的濃度增加而增大。不同電極表面下的結(jié)果顯示Ni對NaBH4氧化具有催化