銅表面銅鎳合金的制備及腐蝕性能研究.pdf

1、銅是常用的工程材料之一，在現(xiàn)代工業(yè)中因其良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、化學(xué)穩(wěn)定性而應(yīng)用在眾多領(lǐng)域中。但是在海洋領(lǐng)域中海水中的氯離子使得這種廣泛應(yīng)用抗蝕效果不錯的金屬受到強烈的腐蝕，銅金屬在海洋工程中受到很大的限制，很難被進一步的應(yīng)用。銅鎳合金具有很多優(yōu)異的性質(zhì)尤其是良好的抗蝕性能在海洋工程領(lǐng)域占據(jù)重要地位，因為銅鎳合金制備設(shè)備要求嚴格，操作環(huán)境復(fù)雜，也未能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。電沉積是最近比較新穎的方法，電沉積設(shè)備簡單，操作容易，且能夠?qū)崿F(xiàn)合金精確的組

2、分控制。如果能夠通過電沉積方法在純銅表面制備納米結(jié)構(gòu)的銅鎳合金膜層，那么就能最大限度的的提高純銅的應(yīng)用，改善純銅的性能，又能節(jié)約成本，使其在海洋領(lǐng)域中得到更多的應(yīng)用。本文就這一原理通過電沉積法在純銅表面制各了不同組分的銅鎳合金膜層，以期獲得表面具有合金層的純銅材料。同時通過熱處理改善膜層的質(zhì)量提高膜層的抗蝕性能，同時調(diào)節(jié)參數(shù)以期獲得最佳熱處理參數(shù)。
　　本文首先對主要兩種絡(luò)合劑的絡(luò)合能力進行了探討，在循環(huán)伏安測試(CV)下預(yù)測銅鎳

3、合金的沉積電位及沉積電流。在不同的沉積電流密度下的X射線衍射(XRD)測試可知成功的制備出不同比例的銅鎳合金。通過掃描電鏡(SEM)分析純銅表面的銅鎳合金顆粒為納米級別，緊密堆積，沉積電流密度較大(25mA/cm2)的時候表面隱約可見一些孔洞存在。在3.5wt％的模擬海水中電化學(xué)測試得到制備的銅鎳合金顯示了較裸銅優(yōu)異的抗蝕性能及抗電子轉(zhuǎn)移的能力，能譜(EDS)測試得到了不同沉積電流下的銅鎳組分，并且可知鎳的含量為30％左右沉積電流密度為

4、15mA/cm2綜合性能最佳。
　　通過氮氣氛圍下對制備的銅鎳合金進行了后期熱處理，300度熱處理掃描電鏡顯示顆粒發(fā)生團聚，小顆粒凝聚成大顆粒，不同的團簇體之間夾雜著未團聚的小顆粒。不同熱處理溫度的電化學(xué)測試表征得到100度以下時性能較制備的最佳銅鎳合金的抗蝕性能提高，當熱處理溫度為200度時，抗蝕效果與制備的銅鎳合金膜層齊平，但是熱處理溫度繼續(xù)增加的話，抗蝕性能下降明顯，甚至低于裸銅。通過循環(huán)伏安多次掃描可知影響性能下降的主要原