工藝參數(shù)對(duì)某混合酸體系中鎳電結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、由于鎳具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐腐蝕性能，以及優(yōu)異的塑性加工性能和焊接性，因而被廣泛應(yīng)用于電子電氣元部件、石油化工行業(yè)、食品加工業(yè)、航空航天和軍工業(yè)等領(lǐng)域。目前硫化鎳陽(yáng)極隔膜電解是我國(guó)目前最主要生產(chǎn)鎳的工藝，用該種方法生產(chǎn)的鎳占其總產(chǎn)量的90％以上。由于電解體系和工藝參數(shù)的不同，所以鎳電結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)就會(huì)不同。
　　首先，通過(guò)單因素試驗(yàn)方法研究了陰極電流密度、電解液溫度、pH值和鎳離子濃度等工藝參數(shù)對(duì)鎳電結(jié)晶組織結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，并采用

2、XRD、SEM等分析手段對(duì)電沉積鎳的晶粒擇優(yōu)取向、大小、結(jié)構(gòu)參數(shù)和電結(jié)晶鎳表面形貌進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明：
　　當(dāng)陰極電流密度為190~310 A/m2時(shí)，電結(jié)晶鎳表現(xiàn)為沿（111）晶面擇優(yōu)生長(zhǎng)。隨陰極電流密度的增加，電結(jié)晶鎳（220）晶面的織構(gòu)系數(shù)呈增大趨勢(shì)，同時(shí)晶粒尺寸也逐漸增大，表面顆粒尺寸也增大。
　　當(dāng)電解液溫度為35℃時(shí)，電結(jié)晶鎳沿（220）晶面擇優(yōu)取向；當(dāng)電解液溫度為45~75℃時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)椋?11）晶面擇優(yōu)取

3、向，且織構(gòu)系數(shù)在55℃時(shí)最大為63.2%；隨著電解液溫度的升高，電結(jié)晶鎳的平均晶粒尺寸逐漸增大。當(dāng)電解液溫度為45℃時(shí)，電結(jié)晶鎳的表面形貌為細(xì)小均勻的截角八面體“金字塔”狀團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，在55℃時(shí)其轉(zhuǎn)變?yōu)榉植茧s亂的針狀，65℃以上時(shí)變?yōu)榇笮〔痪鶆虻慕豢棸麪顖F(tuán)簇結(jié)構(gòu)。
　　鎳離子濃度增大，電結(jié)晶鎳會(huì)由（200）晶面織構(gòu)變?yōu)椋?11）晶面織構(gòu)，晶粒尺寸減小，表面顆粒大小比較均勻。
　　當(dāng)電解液pH值為1.2~6.0時(shí)，電結(jié)晶鎳的晶粒

4、都表現(xiàn)為（111）晶面擇優(yōu)取向。隨著 pH值的增大，（111）晶面衍射峰的強(qiáng)度緩慢增大，晶粒尺寸為28~42 nm。當(dāng)pH為1.2和2.4時(shí)，電結(jié)晶鎳表面為均勻分布的細(xì)小顆粒狀；當(dāng) pH增大到3.6和4.8后沉積層表面顆粒變得大小不均勻；pH為6.0時(shí)沉積層表面變得比較光滑，但會(huì)有裂紋出現(xiàn)。這主要是因?yàn)楣に噮?shù)的改變會(huì)導(dǎo)致晶格發(fā)生畸變，從而在沉積層內(nèi)有應(yīng)力存在。
　　采用 XRD和 SEM方法研究了電沉積時(shí)間對(duì)電結(jié)晶鎳的擇優(yōu)生長(zhǎng)、

5、晶粒大小、表面形貌和截面組織的影響。結(jié)果表明：隨電沉積時(shí)間的增加，電結(jié)晶鎳的晶體生長(zhǎng)方向會(huì)發(fā)生變化，由最初的（111）（200）晶面織構(gòu)變?yōu)?6 h后的（220）晶面織構(gòu)；電結(jié)晶鎳的表面形貌由棱錐狀慢慢變?yōu)榘麪睿L(zhǎng)機(jī)制由開始時(shí)的螺旋位錯(cuò)生長(zhǎng)變?yōu)槔鄯e長(zhǎng)大機(jī)制。對(duì)電結(jié)晶鎳的橫截面組織觀察表明沉積層的大部分晶粒呈柱狀形式生長(zhǎng)，并且垂直于始極片，晶粒大小沿沉積厚度方向呈階梯狀分布。
　　最后，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的電解鎳沉積層縱截面進(jìn)行了電子背散