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《化學(xué)復(fù)合鍍ni-p2fni-p-ptfe的工藝優(yōu)化及鍍層性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文1．1引言第1章緒論碳鋼作為工程材料之一，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)中。但其通常會(huì)以腐蝕、磨損、斷裂及變形等形式失效f卜4】，這些失效形式都與材料的表面特性f化學(xué)、物理、力學(xué)狀態(tài)等)密切相關(guān)。所以，欲改善材料的使用性能，關(guān)鍵在于改善其表面性能，因此促進(jìn)了表面處理技術(shù)的發(fā)展，尤其是近些年發(fā)展起來的化學(xué)鍍和化學(xué)復(fù)合鍍技術(shù)，以其工藝簡單、性能優(yōu)良、成本低等優(yōu)點(diǎn)成為公認(rèn)的環(huán)保型表面處理技術(shù)。其中，化學(xué)鍍Ni．P合金是目前研究較為成熟、效果較為理想、應(yīng)用較為廣泛的表面處理技術(shù)之一。將具有自潤滑特性的PT
2、FE粉末復(fù)合沉積到Ni-P合金中形成低摩擦因數(shù)的Ni．P．PTFE復(fù)合鍍層，提高了化學(xué)鍍Ni．P合金的用途和使用壽命15。J。1．2化學(xué)鍍技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展化學(xué)鍍是無需外加電源，在金屬表面的自催化作用下經(jīng)氧化還原法進(jìn)行的金屬沉積過程，因此化學(xué)鍍(Chemicalplating)可稱自催化鍍(Autoeatalytieplating)或無電鍍(Electrolessplating)，它是一項(xiàng)新的成膜技術(shù)【引。化學(xué)鍍技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展主要可歸結(jié)為化學(xué)鍍鎳技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展。1947年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局的A．Brenner等
3、19J提出了粉末狀鎳的沉積方法，首次揭示了形成鍍層的催化特性，初步為化學(xué)鍍鎳技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。但其真正大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)中的時(shí)間晚了基礎(chǔ)研究足足十年。美國通用公Gutzeit等18】系統(tǒng)研究了化學(xué)鍍鎳液的組成和相關(guān)工藝參數(shù)，進(jìn)一步鞏固了化學(xué)鍍鎳工業(yè)化應(yīng)用的基礎(chǔ)，并于上世紀(jì)五六十年代公布了一系列的專利，1955年第一條化學(xué)鍍鎳試生產(chǎn)線正式建立。但由于技術(shù)尚未成熟，所以應(yīng)用不普遍。至i]70年代末，在商品化及推廣階段這一相當(dāng)長的時(shí)間里，因?yàn)殄円翰环€(wěn)定，鍍層質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，致使許多客戶對其產(chǎn)生懷疑。直到上世紀(jì)80年
4、代，化學(xué)鍍鎳技術(shù)的研究有了較大突破，使一些長期存在的問題(如鍍液穩(wěn)定性、鍍液壽命等)得以初步解決，使化學(xué)鍍鎳工藝基本上得以大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用ll性111。目前，國外化學(xué)鍍鎳溶液已作為系列化商品出售，居于領(lǐng)先地位的有美國MacDerMid．ELNIC公司、日本上村工業(yè)(株)、德國Blasberg公司等112]。國內(nèi)化學(xué)鍍的研究仍然處于初級階段，雖然已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但目前國內(nèi)化學(xué)鍍市場仍比較混亂，如“合金催化劑”、“一泡即成不銹鋼”、“綠色環(huán)保催化液”、“泡武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文鐵成金”等廣告新詞都體現(xiàn)了國內(nèi)化
5、學(xué)鍍市場的不成熟及與國外的較大差距。現(xiàn)在化學(xué)鍍的發(fā)展前景，國內(nèi)外專家均普遍看好?；瘜W(xué)鍍在表面處理領(lǐng)域，雖然不是萬能的，但它的確在應(yīng)用中發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用。同時(shí)，隨著科技的發(fā)展，對材料的要求也在不斷提高，實(shí)踐表明一種單質(zhì)材料已無法滿足愈來愈多的應(yīng)用要求。于是，材料的復(fù)合就成為材料發(fā)展的必然趨勢，由此推動(dòng)了復(fù)合化學(xué)鍍的發(fā)展。由當(dāng)前的發(fā)展可知，許多人相信，21世紀(jì)化學(xué)鍍鎳仍將是一項(xiàng)有前景的表面處理技術(shù)。其研究動(dòng)向如下：①由自來水取代蒸餾水。在確保鍍層質(zhì)量的情況下，降低化學(xué)鍍的成本，提高鍍液穩(wěn)定性。②低溫化學(xué)鍍工藝。
6、目前國內(nèi)外的化學(xué)鍍鎳工藝大部分都是采用的88。C以上高溫工藝，雖然該工藝的沉積速度較快，鍍層的耐蝕性能優(yōu)良，但其能耗較高，鍍層的光亮度低、平整性差，不適用于裝飾材料，也不適用于對塑料進(jìn)行化學(xué)鍍。⑧研究不同類型的添加劑。④研究具有各種特定功能的鍍層。⑤研究開發(fā)多元合金化學(xué)鍍層。自問世以來，化學(xué)鍍技術(shù)得以迅猛發(fā)展，理論研究和實(shí)際工藝也日趨成熟。但有待進(jìn)一步創(chuàng)新的地方仍有很多，除上述提出的幾個(gè)主要發(fā)展方向外，在工藝中，一些特殊技術(shù)的應(yīng)用也是很有發(fā)展前景的，如對鍍液進(jìn)行磁化處理。磁化后，鍍液內(nèi)部各種離子會(huì)表現(xiàn)出磁極性，
7、如此就使離子析出時(shí)的能量降低，更易于取向，從而使鍍層的孔隙率降低、表面結(jié)構(gòu)更致密、結(jié)合力更好、強(qiáng)度更高。此外，有待人們進(jìn)一步研究開發(fā)的新型化學(xué)鍍技術(shù)還有激光化學(xué)鍍、微波化學(xué)鍍以及脈沖化學(xué)鍍等。⑥鍍液的回收與處理。因?yàn)殄円航M成復(fù)雜，所以要使更多的有用物質(zhì)得以回收，廢液處理費(fèi)用得以降低，就必須研究開發(fā)新的回收處理工藝。1．3化學(xué)鍍鎳技術(shù)概述1．3．1化學(xué)鍍技術(shù)概述化學(xué)鍍的沉積過程，其實(shí)質(zhì)是氧化還原反應(yīng)的過程。化學(xué)鍍實(shí)現(xiàn)大致需要4個(gè)基本條件：①還原金屬及被鍍覆的基體表面有催化活性；②被還原金屬的平衡電位高于還原劑的氧
8、化電位。此外，還原劑被氧化后的產(chǎn)物對化學(xué)鍍無不良作用；③溶液本身不可自發(fā)的進(jìn)行氧化還原反應(yīng)；④可通過改變施鍍參數(shù)如施鍍溫度、鍍液pH、攪拌頻率等，實(shí)現(xiàn)人為控制化學(xué)鍍【l引。到目前為止，有十幾種金屬如Ni、Cu、Co、Pd、Ag、Au、Fe、Pt、Sn等均可通過化學(xué)鍍方法進(jìn)行沉積，而真正在工業(yè)上得以應(yīng)用的僅前六種。上述金屬可2武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文通過組合實(shí)現(xiàn)多種金屬共沉積，故一些無法
