AZ91D鎂合金電沉積制備Ni-P-Cu和Ni-P-TiN-Ni復(fù)合膜及其性能研究.pdf

1、鎂合金是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，比強(qiáng)度和比剛度高，具有防振動(dòng)、屏蔽電磁波等優(yōu)異性能，近年來在航天航空，3C領(lǐng)域及汽車工業(yè)方面有重要應(yīng)用，但其耐腐蝕性能較弱。本文嘗試電沉積技術(shù)，將Ni-P/Cu合金及Ni-P-TiN/Ni復(fù)合鍍層成功電沉積在鎂合金表面，并有效提高鎂合金的耐蝕性能及機(jī)械性能。
　　首先在氟化氫溶液中進(jìn)行一步法酸洗與活化，不僅清洗掉鎂合金表面疏松的氧化層，同時(shí)避免了過度酸洗導(dǎo)致的鎂合金表面過腐蝕現(xiàn)象，保證侵蝕后鎂合金表

2、面是平整的;然后在焦磷酸鹽浸鋅液中進(jìn)行一次浸鋅，Zn層的覆蓋可以減小鎂合金表面α相和β相的差異，即減小了其化學(xué)活性和伏打電位差異，有利于金屬電沉積;隨后采用焦磷酸銅鍍銅配方，進(jìn)行電沉積銅，預(yù)鍍銅層可保證鎳磷合金成功電沉積在鎂合金表面;采用電沉積半光亮鎳作電沉積Ni-P-TiN復(fù)合鍍層的打底層，這種多層鍍層可以有效提高鎂合金在鍍液中的穩(wěn)定性，提高復(fù)合鍍層與鎂合金基底的結(jié)合力。
　　采用單一因素實(shí)驗(yàn)，考察電沉積參數(shù)（施鍍電流密度，鍍液

3、pH值，超聲波）對鍍層物理化學(xué)性質(zhì)的影響，包括鍍層合金成分含量、形貌結(jié)構(gòu)、耐蝕性能、析氫性能和硬度等，并獲得最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)。電沉積鎳磷合金鍍層的最佳工藝參數(shù)是pH為1.0～2.0，電流密度為2～8 A/dm2，在此范圍內(nèi)可獲得磷含量為8.8 at.％～17.0at.％的鎳磷合金鍍層;電沉積鎳磷氮化鈦復(fù)合膜鍍層中，當(dāng)pH為2.0，電流密度為6 A/dm2，沒有超聲波條件下，復(fù)合鍍層中氮化鈦含量可達(dá)到較大值。
　　實(shí)驗(yàn)采用SEM、XRD

4、和TEM對兩種鍍層的形貌結(jié)構(gòu)、鍍層合金成分及含量進(jìn)行研究，采用電化學(xué)極化曲線和電化學(xué)阻抗方法，對鍍層在3.5 wt.％ NaCl溶液中的耐蝕性能進(jìn)行比較。結(jié)果表明，隨著鍍層磷含量的增加，鎳磷合金鍍層結(jié)構(gòu)逐漸變?yōu)榉蔷B(tài)，耐蝕性能隨之提高;鍍層磷含量是影響這兩種鍍層耐蝕性能的主要因素，相比摻雜了氮化鈦納米粒子的鎳磷復(fù)合膜，非晶態(tài)鎳磷合金鍍層的耐蝕性更好，而摻雜的氮化納米顆粒對復(fù)合膜的長期耐蝕性起到顯著的作用。
　　實(shí)驗(yàn)比較了兩種鍍層的