沉積參數(shù)對(duì)電鍍鎳微觀結(jié)構(gòu)及性能的影響研究.pdf

1、鎳具有較高的硬度和耐蝕性，在航空、航天、機(jī)械制造、電子材料及國防軍工等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了滿足科學(xué)發(fā)展對(duì)材料特殊性能的要求，各國電化學(xué)工作者對(duì)通過電沉積方法制備金屬鍍層的工藝進(jìn)行了大量的研究，電鍍工藝具有設(shè)備簡單、投資少、不改變基體金屬的性能和外形尺寸等特點(diǎn)。而鎳基或鎳合金復(fù)合鍍以其鍍液穩(wěn)定、容易控制和所制得的鍍層性能優(yōu)良成為研究開發(fā)的重點(diǎn)。
　　 與直流電鍍相比，脈沖電鍍可以細(xì)化晶粒，致密鍍層，減少孔隙率，從而改善鍍層的

2、外觀和材料表面的功能，增強(qiáng)耐蝕性等。本課題用瓦特鎳鍍液為基礎(chǔ)鍍液，以純銅片為基材，通過單脈沖電沉積的方式在鍍液中添加稀土LaCl3.7H2O制得稀土改性鍍層，對(duì)比研究純鎳鍍層和稀土改性鍍層的表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)、孔隙率、與基體結(jié)合強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐蝕性和高溫抗氧化性能等。
　　 選取鍍液中LaCl3.7H2O濃度、pH值、鍍液溫度、陰極電流密度及脈沖頻率五個(gè)因素進(jìn)行五因素四水平正交試驗(yàn)，以鍍層在20℃的3.5％NaCl溶液中的

3、Tafel腐蝕電位作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，確定基于正交試驗(yàn)所選擇的因素水平條件下獲得良好鍍層耐蝕性的最佳工藝參數(shù)為LaCl3.7H2O添加量1.0g/L、pH值4.0、鍍液溫度30℃、陰極電流密度脈沖1.5A/dm2、頻率1000Hz。并在此參數(shù)基礎(chǔ)上，分別用單因素分析方法研究了以上五個(gè)因素對(duì)鍍層沉積速度、表面亮度、硬度和耐蝕性的影響。
　　 在基于正交試驗(yàn)因素水平獲得的最佳參數(shù)條件下電沉積2h制得的稀土改性鍍層與基體結(jié)合能力良好，從掃描

4、電鏡(SEM)圖像下觀察，稀土改性鍍層表面更加平整，組織更加均勻、致密;從透射電鏡(TEM)圖像下觀察，稀土改性鍍層晶粒更加細(xì)小，鍍層中晶粒平均尺寸約為35～45nm，約為純鎳鍍層的二分之一，同時(shí)根據(jù)電鏡自帶能譜儀(EDS)分析稀土改性鍍層中表明稀土改性鍍層中鎳原子含量為99.73％，有極少量的鑭原子進(jìn)入鍍層;經(jīng)過XRD分析，鑭原子進(jìn)入鍍層形成鎳基稀土合金相La2Ni7，同時(shí)發(fā)現(xiàn)鍍液中稀土LaCl3.7H2O的加入使得鎳(200)面的擇