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文檔簡介
1、<p> 使用NiSO4·6H2O過氧化氫為主要鹽對鎂合金進行化學(xué)鍍鎳</p><p> 李建中 , 邵中材 , 張新 , 田衍文 </p><p> 學(xué)校的材料和冶金,東北大學(xué),沈陽110004 ,中國</p><p> 大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程,沈陽工業(yè)學(xué)院,沈陽110168 ,中國 </p><p><
2、;b> 摘要</b></p><p> 在本文件中,對鎂合金的化學(xué)鍍鎳進行了研究,利用NiSO4·6H2O過氧化氫為主要鹽的化學(xué)鍍堿性的解決辦法。緩沖代理及電鍍參數(shù)對性能和結(jié)構(gòu)的鍍涂層的鎂合金的影響,用掃描電子顯微鏡( SEM ) ,能量色散X射線能譜( EDS )和X -射線衍射( XRD )進行了研究 。此外,使用電平衡對重量減輕/增益標(biāo)本沉浸進行測試解決方案和鍍液測量,以評估
3、侵蝕合金電鍍液。還對鍍涂層和基板之間的粘附性評價。通過正交試驗對非氟的組成和友好環(huán)境鍍液進行了優(yōu)化。 還發(fā)現(xiàn)在緩沖區(qū)劑(Na2CO3 )加入鍍液有助于提高鍍層的成長率,調(diào)整化學(xué)鍍涂層和基板之間的粘附性,并保持pH值范圍在8.5—11.5之間,這是成功取得利用NiSO4·6H2O 過氧化氫為主要鹽對鎂合金進行化學(xué)鍍鎳的必要條件。二水檸檬酸鈉被認為是鎂合金鍍液板塊中一個必不可少的組成部分,其最佳濃度30毫克 。所得鍍層的結(jié)晶的趨向
4、( 111 ) ,有優(yōu)點譬如低磷含量,高密度,低孔隙度,良好的耐蝕性和加強粘連。</p><p><b> 1 簡介</b></p><p> 鎂合金應(yīng)用于各種場合,特別是在航空航天,汽車,機械和電子元件,近年來鎂合金的應(yīng)用顯穩(wěn)步增長趨勢,主要展現(xiàn)出其具有吸引力的相結(jié)合的低密度,高強度重量比,良好的投能力,以及良好的力學(xué)和阻尼特性。然而,本質(zhì)上高鎂反應(yīng)及其合金通常
5、有相對較差的耐蝕性,這是鎂合金應(yīng)用于實際環(huán)境的主要障礙之一【1—3】。</p><p> 因此,采用表面工程技術(shù)是最合適的方法,以進一步加耐蝕性。其中各種表面性能,如良好的抗腐蝕性和耐磨性,導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和可焊性等存在統(tǒng)一性。至于鎂合金而言,主要的鹽化學(xué)鍍的解決辦法是重點關(guān)注基本碳酸鎳或鎳醋酸[ 4-9 ] ,這導(dǎo)致了高成本,低效率,不穩(wěn)定的化學(xué)鍍的應(yīng)用解決方案和小的應(yīng)用。此外,基本碳酸鎳或醋酸鎳電鍍解決方案還包
6、括氟化物,是對環(huán)境有害,因此,迫切需要制定新的環(huán)保鍍液。由于具備高腐蝕性的鎂合金鍍液與NiSO4.6H2O或NiCl2.6H2O作為主要的鹽,這很難對鎂合金進行化學(xué)鍍鎳。據(jù)報道[ 10 ]鎂及鎂合金在NaCl溶液中的腐蝕速率完全取決于緩沖氯化物的pH值。本研究的目的是找出緩沖劑,并確定如何解散緩沖劑影響鎂合金在NiSO4.6H2O堿性的解決方案,以及對非氟電鍍液的鎂合金NiSO4.6H2O作為主要鹽的微觀結(jié)構(gòu),成分和腐蝕行為的現(xiàn)象進行了
7、詳細說明。 </p><p><b> 2 試驗</b></p><p> 基板材料的研究使用了AZ91D鎂合金錠,鑄態(tài)合金。合金的化學(xué)組成見表1 。</p><p> 研究中所使用的基板,大小為50毫米* 40毫米* 20毫米?;迨前D镎撐闹刑岬綑C械拋光,多達1000道工序,以確保類似的表面粗糙度。拋光的基板在徹底清洗之前,用蒸餾水
8、預(yù)清洗的程序如表2所示。</p><p><b> 超聲波脫脂丙酮</b></p><p> 沉浸在60度10%氫氧化鈉溶液5分鐘</p><p><b> 蒸餾水沖洗</b></p><p> 在125毫克的鉻酸和110毫克的硝酸中酸洗45—60秒</p><p>
9、<b> 蒸餾水沖洗</b></p><p> 在250毫克70%的氟活化高頻解決10分鐘</p><p><b> 蒸餾水沖洗</b></p><p> 基板在氟激活后被風(fēng)干(最后一步前清洗程序) 。在一個典型的實驗,測量最初被風(fēng)干的基板重量,然后迅速轉(zhuǎn)移到放置在一個水槽中具有80度恒定溫度的鍍液( 1000毫升
10、)的玻璃容器中。新鮮鍍液用于每一個實驗,以避免任何改變濃度浴種浴組成和其他參數(shù)用于這些實驗通過正交試驗法在表3 。 </p><p><b> 優(yōu)化浴的組成和參數(shù)</b></p><p> 浴種和參數(shù) 質(zhì)量</p><p> NiSO4.6H2O
11、 25 g/L</p><p> NaH2PO2.H2O 30 g/L</p><p> C6H5Na3O7.2H2O 30 g/L</p><p> Na2CO3
12、 30 g/L</p><p> NH3.H2O Adjusting pH</p><p> PH value 11</p><p> Temperature
13、 80+ -2度</p><p> 最后確定權(quán)衡重量增加的標(biāo)本和涂層率以微米每小時計算。與此同時,為了研究每個緩沖區(qū)影響基板和找到一個適當(dāng)?shù)木彌_區(qū)鍍鎂合金,不用說組成類似于鍍液測試方案的次磷酸鈉,也準(zhǔn)備了模擬鎂合金鍍液腐蝕速率和行為的緩沖器。在每種情況下重復(fù)進行涂層率報告的兩個實驗。在美國,增長率的鍍層測量使用電的比例,可達到0.1毫克的精度。在研究中, 鍍液的pH值由精度為pHS—
14、25C模型PH值/毫伏表監(jiān)測。形態(tài)分析涂層用電子顯微鏡掃描。能量色散X射線譜分析用于確定其中磷的涂層。結(jié)晶涂層進行了X射線數(shù)字/最高羅X射線衍射儀與銅的K -阿爾法輻射。鎂合金基板沉積的化學(xué)鍍層的結(jié)合強度可以通過測定劃痕檢測。 在從頭開始試驗中,試樣動議以大約為11.4毫米/分鐘的恒定速度進行。試樣劃痕的產(chǎn)生用球形尖端直徑為300微米金剛石壓頭。在腐蝕電位為3.5 wt 的氯化鈉溶液中進行了裸基板和鍍鎳基板腐蝕行為的比較研究。 電化學(xué)
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