電沉積制備Cu-Co合金鍍層的工藝研究及性能表征.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學技術的飛速發(fā)展，以往主要依靠電鍍單金屬鍍層的方法已遠遠不能滿足對金屬鍍層的性能要求和日益增長的需要。電鍍合金雖比電鍍單金屬復雜而困難，但由于合金鍍層比單金屬鍍層具有許多獨特而優(yōu)異的性能，所以長期以來，合金電沉積一直是電鍍技術研究與開發(fā)的重點領域之一。
　　 本文首先以直流方式展開試驗，分別采用聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉三種表面活性劑對基體表面進行潤濕，防止鍍層產生針孔。通過對比試驗發(fā)現(xiàn)采用聚乙二

2、醇獲得的鍍層結合力差，表面疏松、顏色暗淡；采用十二烷基苯磺酸鈉所得的鍍層表面較平整，但針孔較多；而采用十二烷基硫酸鈉所得的鍍層晶粒均勻、表面致密，沒有針孔現(xiàn)象。在以上試驗基礎上采用正交方法且以鍍層的硬度為主要評價指標，得出電鍍液的最佳組成及工藝參數是：CuSO4·5H2O5g/L，CoSO4·7H2O40g/L，Na2SO420g/L，C6H5Na3O750g/L，十二烷基硫酸鈉0.6g/L，電流密度3.55A/dm2，pH4.5，溫度

3、40℃，攪拌速度220r/min。此外，分別研究鍍液的組成、溫度、pH等單因素對鍍層組成的影響，結果表明：鍍層中鈷的含量與鍍液中鈷離子的濃度成正比，與鍍液溫度成反比，且溫度愈高，鍍層晶粒愈粗大；配合劑檸檬酸鈉質量濃度在不超過50g/L時，其濃度的增加對鉆離子的沉積具有促進作用；當鍍液pH小于7時，鍍層中鈷的含量隨pH值的增大而升高，當pH超過7后，則隨pH值的增大而下降。
　　 在直流沉積研究的基礎上，采用脈沖沉積方法并探討脈沖

4、占空比和脈沖頻率兩個參數對鍍層組成的影響，結果得出：在占空比0.5，頻率35Hz時，可以制備出表面光滑、致密且鈷的含量約為50％的Cu-Co合金鍍層。
　　 在以上工藝基礎上，用脈沖電鍍法制備Cu-Co合金鍍層，并采用掃描電鏡、EDX能譜儀及X射線衍射等方法分析脈沖鍍層的表面形貌與組成結構，采用腐蝕失重、Tafel曲線測定、高溫氧化試驗等手段對其耐蝕性、耐高溫氧化等性能進行分析和評價。通過與直流鍍層作對比分析，得出結果：脈沖鍍層

5、的耐蝕性、耐高溫性明顯優(yōu)于直流鍍層，且硬度較直流鍍層高出14％;SEM和XRD分析結果顯示脈沖鍍層較直流鍍層其表面更平整，組織更致密，晶粒尺寸也更小，這主要是由于在處于導通狀態(tài)時，脈沖電鍍的峰值電流密度要大大高于直流電鍍時的電流密度，從而導致產生高的過電位，促使晶核的形成速度要明顯高于晶體的速度，使得鍍層結晶更細化，晶粒排列更緊密的緣故。此外，通過研究占空比對合金鍍層的影響，結果發(fā)現(xiàn)：鍍層的鈷含量以及硬度隨著占空比的增大而增大，當占空比