化學鍍摻雜納米sio2對鍍液穩(wěn)定劑的篩選

1、1化學鍍摻雜納米化學鍍摻雜納米SiO2對鍍液穩(wěn)定劑的篩選對鍍液穩(wěn)定劑的篩選安遠飛1，沈岳軍2，徐麗1，聶夢1，張黎1，吳興韋1，劉定富1（1、貴州大學化學與化工學院，貴州貴陽550025；2、中國航天科工集團第十研究院貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽550009）（已被《電鍍與環(huán)?！罚↖SSN10004742，CN311507X）錄用。稿號為18063）摘要：摘要：以沉積速率、穩(wěn)定性、孔隙率和顯微硬度為評價指標，研究了碘酸鉀和硫酸銅對

2、化學鍍摻雜納米SiO2得到的復合鍍層的影響。鍍液配方和工藝為：NaH2PO2H2O3032gL，NiSO46H2O2628gL，一水合檸檬酸1520gL，乳酸1015mlL，CH3COONa3H2O15gL，表面活性劑AB=2040mgL，納米SiO21~2gL，溫度(85~88)C，pH4.6~4.8，時間1h。結果表明：碘酸鉀作為穩(wěn)定劑時的最佳用量為60~80mgL，硫酸銅作為穩(wěn)定劑時的最佳用量為20~40mgL，當20mgL硫酸銅

3、、80mgL碘酸鉀復配時，兼顧了硫酸銅和碘酸鉀單獨做該體系的穩(wěn)定劑時的缺陷，復合鍍層硬度高達483.41HV，鍍層耐蝕性較好，孔隙率僅為0.76個cm2。關鍵詞：關鍵詞：鎳–磷合金；納米二氧化硅；復合化學鍍；碘酸鉀；硫酸銅中圖分類號：中圖分類號：TQ153.2文獻標志碼：文獻標志碼：A文章編號：文章編號：ScreeningofelectrolessplatingdopednanoSiO2fbathstabilizerANyuanfeiS

4、HENYuejunXUliNIEmengZHANGliWuxingweiLIUDingfu.Abstract:TheeffectsofpotassiumiodidecoppersulfateonthecompositecoatingsobtainedbyelectrolessplatingdopedwithnanoSiO2werestudiedbytakingdepositionratestabilitypositymicrohardn

5、essasevaluationindexes.Platingsolutionfmulatheprocessis:theNaH2PO2H2O30to32gLNiSO46H2O2628gLcitricacidmonohydrate1520gL1015mlLlacticacidCH3COONa3H2O15gLsurfactantAB=2040mgLnanoSiO21~2gLtemperature(85~88C)pH4.6~4.8thetime

6、of1h.Theresultsshowedthatthepotassiumiodatefoptimumdosageofstabilizeris60~80mgLthebestdosageofcoppersulfateasastabilizerf20to40mgLwhen20mgLcoppersulfatepotassiumiodate80mgLfthecoppersulfatepotassiumiodatedothedefectsofth

7、esystemstabilizercompositecoatinghardnessupto483.41HVcoatinghasgoodcrosionresistanceposityofonly0.76acm2.Keywds:nickel–phosphatealloyNanosilicaCompositeelectrolessplatingPotassiumiodate.CoppersulfateFirstauth’saddress:Sc

8、hoolofChemistryChemicalEngineeringGuizhouUniversityGuiyang550025China；ChinaAerospaceScienceTechnologyResearchInstituteGuizhouSpaceApplianceStockCoLtd，Guiyang550009，China納米二氧化硅復合化學鍍是在Ni–P化學鍍的基礎上添加納米SiO2粒子而得到納米復合鍍層，其復合鍍層有著

9、高硬度、耐蝕性好等優(yōu)異的性能，廣泛應用于航空、航天、機械、化工設備等行業(yè)[12]。目前，復合化學鍍存在的最主要的問題是納米粒子加入會造成鍍液極不穩(wěn)定。通常需要在鍍液中加入一定量的穩(wěn)定劑，通過對導致鍍液分解的活性結晶核進行掩蔽來阻礙金屬離子在活性晶核上的還原，從而提高復合鍍液穩(wěn)定性[3]?；瘜W鍍Ni–P的常用穩(wěn)定劑主要如下：重金屬離子(如Pb2、Cd2)、陰離子型（如碘化鉀）、含氧酸根離子型（碘酸鉀、硫酸銅）、含N穩(wěn)定劑（如苯并咪唑、苯并

10、三氮唑）等[45]。本文以檸檬酸和乳酸為配位劑，以沉積速率、鍍液穩(wěn)定性以及復合鍍層的硬度、孔隙率為評價指標，經(jīng)過實驗前期的研究，確定了碘酸鉀和硫酸銅這2種穩(wěn)定劑對鍍液和鍍層的影響進行了說明并且篩選了得到了合適的穩(wěn)定劑及最佳添加量，為納米化學鍍的在工業(yè)上的應用奠定理論基礎。1實驗實驗1.1工藝流程工藝流程基金項目：基金項目：貴大（國）創(chuàng)字2017（014）；貴州省科技計劃(黔科合GZ字［2015］3010)。作者簡介：作者簡介：安遠飛（1

11、996–），男，貴州遵義人，在讀本科生，主要研究方向為金屬材料表面改性。3以50mm50mm2mm的45#碳鋼為基底，工藝流程為：除油(溶液配方：碳酸鈉25gL，磷酸鈉25gL，十二烷基苯磺酸鈉2gL，溫度：50C)→水洗→打磨→水洗→稱重→純水洗→活化(鹽酸)→水洗→純水洗→Ni–P–納米TiO2復合化學鍍→水洗→烘干→稱重。1.2復合化學鍍鍍配方和工藝復合化學鍍鍍配方和工藝次亞磷酸鈉（NaH2PO2H2O）30~32gL，硫酸鎳（N

12、iSO46H2O）26~28gL，檸檬酸（C6H8O7）15~20gL，乳酸（CH3CH(OH)COOH）1015mlL，醋酸鈉（CH3COONa3H2O）15gL，表面活性劑AB=2040mgL，由上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供的粒徑為40nm納米SiO2添加量為1~2gL，溫度85~88C，pH4.6~4.8，時間1h。1.3性能檢測和表征性能檢測和表征1.3.1鍍液穩(wěn)定性采用PdCl2加速試驗法[67]：取復合化學鍍?nèi)芤?0m

13、L于100mL的燒杯中，置于60C水浴鍋中恒溫0.5h，燒杯內(nèi)液面比水浴液面低約2cm。隨后在攪拌條件下，用移液管量取100mgL的PdCl2溶液lmL加入鍍液，記錄PdCl2加入至鍍液由白綠濁狀變?yōu)楹谏臅r間。1.3.2沉積速率采用上海越平科學儀器有限公司的FA1104B型電子天平稱量施鍍前后試樣的質(zhì)量，按式(1)計算沉積速率ν。(1)10mmvAt???式中，m0、m1分別為施鍍前、后試樣的質(zhì)量，g；A為鍍件表面積；t為施鍍時間，h

14、。1.3.3鍍層性能(1)耐蝕性：復合鍍層耐蝕性用孔隙率的大小來表征。具體方法為：孔隙率是化學復合鍍鍍層檢測耐蝕性的重要指標之一。在化學復合鍍施鍍過程中，有氫氣的析出，其宏觀缺陷以孔隙為主，因此鍍層孔隙率的檢測可作為實驗室間接評價復合鍍層耐蝕性的方法。根據(jù)GB593586《輕工產(chǎn)品金屬鍍層的孔隙率測試方法》，采用貼濾紙法進行孔隙率檢測，采用直徑為90mm的圓形濾紙。檢測液組成為：K3[Fe(CN)6]10gL，NaCl20gL?？紫堵视?/p>