【摘要】：電鍍Zn-Ni合金鍍層是鋼鐵防腐的常用手段之一,相比于鋅鍍層,Zn-Ni合金鍍層的耐蝕性有了較大的提高。為了進(jìn)一步提高鍍層的耐蝕性能,通過向鍍液中添加納米粒子的方式進(jìn)行納米復(fù)合鍍,并討論實(shí)驗(yàn)工藝。在此基礎(chǔ)上,作者結(jié)合稀土元素獨(dú)特的性質(zhì),對(duì)納米粒子進(jìn)行修飾,再添加到鍍液中進(jìn)行納米復(fù)合鍍,研究該鍍層的耐蝕性能。首先確定鍍液的性能,然后測(cè)定鍍層的結(jié)合力,并通過電化學(xué)測(cè)試、SEM、EDS、XRD等手段對(duì)鍍層性能進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)測(cè)定了鍍液的分散能力、覆蓋能力以及陰極電流效率。對(duì)于鋅鎳合金電鍍的工藝,采用正交試驗(yàn)方法大致確定各工藝的范圍,并考察了正交實(shí)驗(yàn)中各鍍層與基體的結(jié)合強(qiáng)度,最后通過單一變量法確定最佳工藝條件。使用電化學(xué)工作站測(cè)試了在不同溫度、電流密度、p H、攪拌速度條件下不同鍍層的交流阻抗曲線和極化曲線,發(fā)現(xiàn)隨著上述各工藝參數(shù)的升高,鍍層的阻抗呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì),而自腐蝕電流密度呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢(shì)。確定了鋅鎳合金電鍍最優(yōu)工藝參數(shù)為溫度為35℃,電流密度為4 A·dm-2,p H值為5.5,攪拌速度為200 r·min-1。為了制備納米復(fù)合鍍層,通過溶膠凝膠法制備納米級(jí)的Si O2,并與市售納米Si O2進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)自制的納米粒子粒徑較大,但分散較好,而市售納米粒子粒徑小,容易團(tuán)聚在一起,在不同的攪拌速度、超聲功率、溫度和電流密度情況下,自制的納米粒子在鍍層中的分散情況均比市售納米粒子好,因此最終選擇自制的納米粒子,再經(jīng)過不同分散劑的分散確定了CTAB的分散效果最好,通過電化學(xué)測(cè)試測(cè)定了鍍層在不同工藝的鍍層的交流阻抗曲線及極化曲線,發(fā)現(xiàn)當(dāng)納米粒子復(fù)合量為6 wt%時(shí),鍍層的阻抗最高,達(dá)到了10520Ω,自腐蝕電流密度低至3.302μA·dm-2。通過SEM圖片發(fā)現(xiàn),隨著納米粒子復(fù)合量的增加鍍層由“巖石狀”變?yōu)椤安嘶睢?再變?yōu)椤鞍魻睢�。為了進(jìn)一步提高鍍層的耐蝕性能,首次采用稀土氧化物Ce O2包覆納米粒子,使得納米粒子兼具稀土元素獨(dú)特的性質(zhì),通過電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn),在相同的工藝條件下,該鍍層比Zn-Ni-Si O2復(fù)合鍍層的耐蝕性要高,當(dāng)納米粒子復(fù)合量為6 wt%,鍍層阻抗值達(dá)到15460Ω,自腐蝕電流密度為1.556μA·dm-2。在該鍍液中,當(dāng)納米粒子的添加量為10g/L,電流密度為6 A·dm-2,p H值為5.5時(shí),納米粒子在鍍層中的分散情況最優(yōu),晶粒細(xì)致,鍍層耐蝕性最好。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ153.2
【圖文】：

圖 1. 1 微粒的兩步吸附過程，微粒在鍍層中的析出量與在鍍液中的分散量的關(guān)系( )001-a 1aA Bvv vv mWjc e cnFp v K η= （ + ）

圖 1. 2 微粒沉積的 5 個(gè)階段沉積機(jī)理的研究還不夠成熟，但大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明個(gè)步驟：浮在溶液中，隨著流體的運(yùn)動(dòng)向陰極表面附近而流動(dòng)式以及陰極電流密度大小等因素決定。

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