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文檔簡介
1、金屬在使用過程中會發(fā)生化學腐蝕或電化學腐蝕,為增強金屬在使用環(huán)境中的耐蝕性,工業(yè)上一般會在金屬基體表面上覆蓋鍍層,而鋅基合金鍍層是常用的防護性鍍層。
目前,電沉積工藝對于鍍層質(zhì)量的影響還不能細化至不同沉積機理?,F(xiàn)有研究的影響規(guī)律是否同樣適合Zn-Ni合金的異常共沉積過程,需要加以驗證。另外,目前Zn-Ni合金基體的復合鍍層多采用Al2O3、SiO2等不溶性固體粒子,而利用特殊光化學性質(zhì)的納米TiO2顆粒制備Zn-Ni-納米Ti
2、O2復合鍍層,以從細晶強化作用、彌散強化作用及光生陰極保護作用方面提升Zn-Ni合金鍍層的物理性質(zhì)及耐蝕性能的研究還比較少。
為研究不同因素對于Zn-Ni合金鍍層質(zhì)量的作用,本文選用了直流電沉積方法、單向脈沖電沉積方法、雙向脈沖電沉積方法制備了Zn-Ni合金鍍層,研究了電沉積工藝對Zn-Ni合金鍍層質(zhì)量的影響,主要從宏觀形貌、微觀形貌、Ni含量進行評價。繼而嘗試制備Zn-Ni-TiO2納米復合鍍層,嘗試利用納米TiO2顆粒的不
3、溶性固體顆粒特性及光生陰極保護作用進一步提升鍍層質(zhì)量及性能。
直流電沉積方法制備Zn-Ni合金鍍層時,電流密度、工作溫度及pH值主要對晶粒形核速度與生長速度的相對大小、鍍液中顆粒的擴散、Zn(OH)2阻擋層的形成等因素產(chǎn)生影響;而主鹽離子濃度比例及鍍液濃度主要對陰極附近金屬離子的濃度及Zn2+/Ni2+在共沉積過程中的競爭等因素產(chǎn)生影響。
單向脈沖電沉積方法制備Zn-Ni合金鍍層時,占空比、頻率決定了脈沖電流的導通和
4、關(guān)斷時間以及由此引發(fā)的峰值電流密度的改變,主要作用在于對鍍層形貌的改善。
雙向脈沖電沉積方法制備Zn-Ni合金鍍層時,對于反向電流密度、反向占空比、正反向脈沖個數(shù)比的調(diào)整,主要是利用反向脈沖電流的反向陽極溶解作用,調(diào)整反向的導通時間和關(guān)斷時間以及由此引發(fā)的峰值電流密度的改變來改善鍍層的形貌。
雙向脈沖電沉積方法制備Zn-Ni-TiO2納米復合鍍層時,納米TiO2顆粒的引入對于所得復合鍍層的形貌及成分均有一定的影響,且
5、具有細化晶粒的作用。納米TiO2顆粒尺寸的增加及添加量增加,可提升復合鍍層中的納米TiO2顆粒含量。
本文對不同沉積時間得到的鍍層厚度的研究結(jié)果顯示,四種鍍層的厚度從大到小依次為(PR Zn-Ni-TiO2)(PC Zn-Ni)(PR Zn-Ni)(DC Zn-Ni);而電化學動電位極化曲線顯示,(PR Zn-Ni)(PC Zn-Ni)(DC Zn-Ni)耐蝕性依次降低,(PR Zn-Ni-TiO2)的耐蝕性并不理想,納米Ti
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