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《鎂合金直接電鍍鎳形核及結(jié)合機(jī)理研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、鎂合金表面直接電沉積鎳機(jī)理研究摘要：鎂合金直接電鍍時(shí)，需要經(jīng)過氰化預(yù)鍍銅處理，本文用電鍍鎳來取代氰化預(yù)鍍銅，對(duì)鎳在鎂合金上電沉積的形核機(jī)理及結(jié)合機(jī)理進(jìn)行了研究。電勢(shì)躍遷I~t曲線分析表明，鎳的電沉積經(jīng)歷了形核過程，電勢(shì)較高時(shí)接近于連續(xù)形核，隨著沉積電勢(shì)的降低，晶核數(shù)迅速增加。開路電勢(shì)E~t曲線表明，鎂合金在鍍液中若不采取保護(hù)措施時(shí)，極易生成一層嚴(yán)重影響鍍層結(jié)合力的鈍化膜。浸鋅層能在阻止鈍化膜的生成的同時(shí)，有效減弱基體中的鎂與溶液中的鎳離子之間的直接置換反應(yīng)，從而能在浸鋅層上獲得晶粒細(xì)小致密、具有良好的結(jié)合力和優(yōu)良的耐蝕性能的鎳鍍層。關(guān)鍵詞：鎂合金；電鍍
2、鎳；形核機(jī)理；結(jié)合機(jī)理MechanismofDirectNickelplatingonMagnesiumAlloySurfaceYuGang1*,YueErhong1,OuYangYuejun2,SIWeiwei1,WengBaicheng1,HuBoniam2,YeLiyuan1(1.CollageofChemistryandChemicalEngineering,HunanUniversity,Changsha410082;2.DepartmentofChemistryandChemicalEngineering,HuaihuaUniversity
3、,Huaihua418008;3.HunanCollegeofBuildingMaterials,Hengyang,421008)0引言鎂合金具有密度低、比強(qiáng)度比剛度高，原料來源廣泛等許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，與復(fù)合材料相比，它的防磁性、阻尼性、切削加工性及鑄造性性能優(yōu)越，在汽車、電子、宇航等工業(yè)上具有良好的應(yīng)用前景，但是鎂合金其自身不可克服的低耐蝕性能限制了它的大量應(yīng)用[1]。鎂的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為-2.34V,具有很高的反應(yīng)活性，這使得純Mg及其合金受不同金相的內(nèi)電偶腐蝕十分敏感。在空氣或溶液中，鎂合金會(huì)很快生成一層極薄的氧化膜，這層氧化膜呈多孔狀，對(duì)鎂合金基體
4、無(wú)明顯的腐蝕防護(hù)作用，且膜質(zhì)脆，極易被腐蝕[2,3,4]。有許多的方法克服Mg合金的腐蝕：（1）提高合金的純度或研究新合金；（2）合成保護(hù)性的膜或涂層；（3）采用快速凝固工藝；（4）進(jìn)行表面改性。前兩種方法是傳統(tǒng)的方法，后兩種方法較為新穎[1,2,3]。金屬鍍層具有導(dǎo)熱導(dǎo)電性良好、耐高溫、耐磨損、裝飾性強(qiáng)等優(yōu)良特點(diǎn)，在鎂合金上一般采用電鍍、化學(xué)鍍方法來獲得金屬鍍層。化學(xué)鍍有直接化學(xué)鍍和浸鋅后化學(xué)鍍兩種工藝[5,6,7]，獲得的鍍層結(jié)合力孔隙率低、耐蝕耐磨性良好，但是目前用于鎂合金上的化學(xué)鎳鍍液很不穩(wěn)定，施鍍成本非常之高[8]。電鍍是獲得金屬鍍層性價(jià)比最
5、高的一種方法。在鎂合金上進(jìn)行電鍍面臨著很多困難。鎂的高反應(yīng)活性使得鎂合金在鍍液中極易形成氧化或置換膜層，直接沉積在氧化或置換層上的鍍層附著力不強(qiáng)。同時(shí)，鎂合金表面非常不均勻，它由電極電勢(shì)相差很大的多相組成[9]，如AZ91合金，主要組成相為基體相和β相，它們的電極電勢(shì)分別為-1.73和-1.0V[10]。不均勻的表面導(dǎo)致鎂合金在鍍液中時(shí)，各相間存在著很大的自腐蝕電流而難以形成均勻的鍍層，所以鎂合金電鍍前，首先必需先經(jīng)過特殊的前處理，以形成一個(gè)干凈清潔的且不容易生成置換層的表面。目前鎂合金電鍍工藝主要由兩條[11,12,13]，一條為化學(xué)鍍鎳后再進(jìn)行電鍍
6、，獲得的鍍層的性能較好，但卻具有工藝繁瑣，成本較高的缺點(diǎn)；另一條為浸鋅后電鍍，工藝流程為：脫脂→酸洗→活化→浸Zn→氰化預(yù)鍍Cu→電鍍，此工藝能得到結(jié)合力耐蝕性較好的電鍍層，但使用了劇毒的氰化物，不利于環(huán)保，有鑒如此，本文用電鍍鎳來取代氰化預(yù)鍍銅，在特制的鍍液中，對(duì)鎳在鎂合金上電沉積的形核機(jī)理進(jìn)行了研究，對(duì)鍍層的結(jié)合機(jī)理進(jìn)行了分析，并使用各種方法對(duì)鍍鎳層的性能進(jìn)行了測(cè)定。1實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)材料試驗(yàn)選用的材料為AZ91D鎂合金，由重慶奧博鎂業(yè)提供，試樣規(guī)格：20×30×4mm。其主要化學(xué)成分見表1。表1AZ91D的化學(xué)成分Table1Chemicalcom
7、positionsofAZ91D元素AlZnMnSiCuFeNi其它質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%8.5~9.50.45~0.90.17~0.4<0.05<0.025<0.004<0.001<0.011.2實(shí)驗(yàn)步驟[14-16]試樣經(jīng)1200＃的砂紙磨光后，按表2的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行處理，各部間用去離子水仔細(xì)清洗。表2直接電鍍鎳的各處理溶液組成和操作步驟Table2Solutionsandproceduresfordirectnickelplating序號(hào)工藝溶液配方與操作條件1超聲波清洗丙酮，溫度：室溫，時(shí)間：10min2堿洗NaOH50g·dm-3，Na3PO4·12H2
8、O10g·dm-3，溫度：80±5℃，時(shí)間：8~10min3酸蝕C2H4O210g·dm-3，
