本文關(guān)鍵詞：電沉積Ni金屬涂層和Ni-P合金涂層失效過(guò)程的宏觀—微區(qū)電化學(xué)比較研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Ni-P合金涂層具有較高的析氫電催化活性,特殊的順磁特性,優(yōu)異的硬度和耐蝕性能,在諸多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,特別是腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域。穩(wěn)態(tài)極化曲線和電化學(xué)阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS)等傳統(tǒng)經(jīng)典電化學(xué)技術(shù)雖可以提供關(guān)于電解質(zhì)溶液界面的全局信息,但這些電化學(xué)方法缺乏原位空間分辨率,無(wú)法提供關(guān)于腐蝕過(guò)程局部動(dòng)力學(xué)的細(xì)節(jié)信息,不能有效的探究這種微觀級(jí)別上的腐蝕過(guò)程。掃描電化學(xué)顯微鏡(Scanning Electrochemical Microscopy, SECM)能原位直接識(shí)別化學(xué)物種,具有描述金屬/電解液界面形貌和氧化還原反應(yīng)活性的電化學(xué)敏感度,且具有空間分辨能力。因此,具有較高空間分辨率的SECM成為研究局部腐蝕過(guò)程的重要技術(shù)之一。本論文采用電沉積制備Ni金屬涂層和含P量分別為10.7和25.7 at.%的Ni-P合金涂層(以下文中Ni涂層,含P量為10.7和25.7 at.%的Ni-P合金涂層分別用Pure-Ni, Ni-LP和Ni-HP涂層表示),采用SEM, XRD和AFM對(duì)涂層的表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行研究。采用宏觀電化學(xué)極化曲線和EIS方法,結(jié)合SECM原位微區(qū)電化學(xué)技術(shù),比較研究三種涂層在NaCl溶液中失效過(guò)程,重點(diǎn)考察Cl-濃度和pH值對(duì)Ni-P涂層失效過(guò)程及其機(jī)制的影響。三種涂層的耐蝕性能隨溶液中C1-濃度的增加而減弱；隨著溶液pH值和鍍層中P含量的增加而增強(qiáng)。涂層的電化學(xué)阻抗譜表現(xiàn)為雙容抗弧,隨著溶液pH值和鍍層中P含量的增加,涂層的電荷轉(zhuǎn)移電阻與膜電阻之和(Rct+Rfilm)逐漸增加：隨著C1-濃度的增加,鍍層和基底的(Rct+Rfilm)逐漸減小。Ni-LP和Ni-HP合金涂層在低濃度C1-溶液中短時(shí)間內(nèi)均保持良好的穩(wěn)定性,浸泡6小時(shí)后,Ni-LP合金涂層則出現(xiàn)典型的活性點(diǎn)和腐蝕產(chǎn)物,而Ni-HP涂層在浸泡24小時(shí)后才出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物和活性區(qū)域。低濃度Cl-對(duì)于Pure-Ni金屬涂層具有活化作用,而增加Cl-濃度則促進(jìn)局部腐蝕的發(fā)生。0.1 mol/1的NaCl溶液促進(jìn)Ni-LP局部腐蝕的發(fā)生,而在0.3 mol/1 NaCl溶液中則以發(fā)生均勻腐蝕為主。關(guān)于微區(qū)對(duì)涂層在不同pH溶液中的研究結(jié)果表明：在pH 2.0和pH 7.0的溶液中,涂層耐蝕性隨著鍍層中P含量的增加而逐漸增強(qiáng)；在pH 11.0的溶液中,涂層的耐蝕性隨著鍍層中P含量的增加而逐漸減弱。由在不同pH的NaCl溶液中的面掃描圖可知,在pH 2.0和pH 11.0溶液中以發(fā)生局部腐蝕為主,pH7.0溶液中更傾向于發(fā)生均勻腐蝕。SECM獲得的鍍層局部腐蝕的結(jié)果,與EIS和極化曲線獲得的整個(gè)電極表面平均信息的結(jié)果不完全一致,表明了腐蝕反應(yīng)在微區(qū)尺度下不均一,存在空間分布現(xiàn)象。根據(jù)SECM逼近曲線和面掃描特征,應(yīng)用COMSOL多物理場(chǎng)軟件分別構(gòu)建2D和3D模型,應(yīng)用邊界條件和反應(yīng)模型,量化逼近曲線的反饋效應(yīng)和活性點(diǎn)大小。模擬結(jié)果顯示正負(fù)反饋效應(yīng)和探針與基底距離有關(guān),距離越小,反饋效應(yīng)越明顯。3D模擬顯示Ni-LP涂層失效過(guò)程活性點(diǎn)的空間尺度為微米級(jí),小于10微米。SECM可以有效監(jiān)測(cè)Ni金屬鍍層和Ni-P合金鍍層失效過(guò)程中活性點(diǎn)的形成,腐蝕產(chǎn)物的生成和累積,并與宏觀電化學(xué)結(jié)果互為補(bǔ)充。
【關(guān)鍵詞】：Ni-P合金涂層 SECM COMSOL模擬 活性點(diǎn) 空間分辨 EIS
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 緒論13-49
• 1.1 引言13-14
• 1.2 銅的腐蝕研究14-17
• 1.3 電沉積鎳磷合金涂層的研究17-19
• 1.4 鎳和鎳磷合金涂層的性能研究19-21
• 1.5 SECM及其在腐蝕領(lǐng)域的研究21-32
• 1.6 論文的研究?jī)?nèi)容、目的及意義32-34
• 參考文獻(xiàn)34-49
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與測(cè)試方法49-59
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料49-51
• 2.2 研究方法51-54
• 2.3 反饋模式實(shí)驗(yàn)54-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 第三章 氯離子濃度對(duì)Cu/Ni和Cu/Ni-P涂層失效過(guò)程的影響59-91
• 3.1 引言59-60
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分60-63
• 3.3 結(jié)果與討論63-85
• 3.4 本章小結(jié)85-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 第四章 pH對(duì)Cu/Ni和Cu/Ni-P涂層失效過(guò)程的影響91-125
• 4.1 引言91-93
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法93
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果93-112
• 4.4 分析討論112-119
• 4.5 本章小結(jié)119-121
• 參考文獻(xiàn)121-125
• 第五章 總結(jié)與展望125-127
• 5.1 總結(jié)125-126
• 5.2 展望126-127
• 附錄127

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉存;趙衛(wèi)民;王勇;;深水鉆井隔水管表面電弧噴涂鋁鋅偽合金涂層腐蝕行為研究[J];中國(guó)海上油氣;2011年01期

2 劉其宗;張迎春;劉艷紅;李緒亮;江凡;葛昌純;;電沉積鎢及鎢合金涂層的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年01期

3 吳玉程,王文芳,葉敏,宋光明;氧化鋁增強(qiáng)化學(xué)鍍鎳基合金涂層的性能[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2000年S1期

4 陳歲元;劉大亮;劉常升;劉芳;;銅合金表面激光誘導(dǎo)原位反應(yīng)制備Ni基合金涂層[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年08期

5 張二亮;張平;蔡志海;馬琳;;不同氣氛下電火花沉積鈦合金涂層的組織性能[J];中國(guó)表面工程;2011年06期

6 李金武;邸建軍;魏榮華;巴愛(ài)葉;齊勝佳;;用于酸性環(huán)境下的耐腐蝕合金涂層的開(kāi)發(fā)與評(píng)價(jià)[J];全面腐蝕控制;2012年12期

7 吳仲行;謝梅英;;耐磨耐腐蝕合金涂層在鋼鐵廠工模具鋼上的應(yīng)用[J];江蘇冶金;1985年03期

8 于慧娟;延長(zhǎng)零件壽命的非晶鐵合金涂層[J];鐵道機(jī)車車輛工人;1995年08期

9 李學(xué)鋒;鎳基合金涂層抗熱腐蝕性能和機(jī)理研究[J];材料保護(hù);2003年07期

10 宋志坤;;車輪鑄鋼鐵基合金涂層改善熱疲勞損傷的強(qiáng)化機(jī)制[J];金屬熱處理;2007年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 饒群力;王浩偉;王鵬;周堯和;;高硬度鎳鉬硼合金涂層的研究[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（上）——2000年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2000年

2 李小周;黃華梁;;表面合金涂層提高鑄鐵齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度研究[A];面向制造業(yè)的自動(dòng)化與信息化技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)技術(shù)——2001年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)暨第九屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

3 趙程;田豐;彭紅瑞;;等離于弧熔覆鎳基合金涂層的研究[A];第四屆全國(guó)表面工程學(xué)術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2001年

4 董祥林;;感應(yīng)熔結(jié)合金涂層的結(jié)構(gòu)及其耐磨性[A];第六屆全國(guó)摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];1997年

5 吳萍;;均勻液滴噴射技術(shù)在合金涂層中的應(yīng)用[A];TFC'07全國(guó)薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2007年

6 張海軍;熊河根;;真空電弧離子鍍沉積Ni基合金涂層的研究[A];中國(guó)真空學(xué)會(huì)五屆三次理事會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

7 劉存;趙衛(wèi)民;王勇;艾華;信若飛;;電弧噴涂鋅鋁偽合金涂層腐蝕電化學(xué)行為研究[A];第八屆全國(guó)表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議暨第三屆青年表面工程學(xué)術(shù)論壇論文集（六）[C];2010年

8 張?jiān)鲋?韓桂泉;付躍文;程國(guó)清;;感應(yīng)熔涂NiCrBSi合金涂層抗腐蝕及磨損特性[A];2002年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（上）——2002年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2002年

9 魏敏;周新遠(yuǎn);宋占永;趙可可;汪勇;于鶴龍;;高熵合金涂層激光熔覆成形機(jī)理研究初探[A];2011年全國(guó)青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

10 于華;張柯柯;石紅信;王要利;邱然峰;;電火花沉積CoCr、WC合金涂層的界面行為研究[A];第十五次全國(guó)焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 徐鵬;激光熔覆Fe17Mn5Si10Cr5Ni記憶合金涂層及其組織與性能研究[D];大連海事大學(xué);2014年

2 蔣穹;基于達(dá)克羅技術(shù)的Zn-Al基合金涂層的制備及耐蝕機(jī)制研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

3 王傳琦;機(jī)械振動(dòng)作用下激光熔覆鎳基合金涂層凝固組織及應(yīng)力控制研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

4 黃燦;鈦合金表面激光熔覆TiCrAlSi系多主元合金涂層的研究[D];北京有色金屬研究總院;2012年

5 張敏;α-Al_2O_3/Al-Cr合金涂層的低溫制備及相關(guān)機(jī)理研究[D];浙江大學(xué);2015年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 于瑤;熔鹽電脫氧法制備合金涂層的研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

2 張良;Fe-Cr-Si系合金涂層的組織與性能研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2014年

3 邱鵬;電弧噴涂鋅鋁基合金涂層的耐腐蝕性能研究[D];河北工程大學(xué);2014年

4 張琦;低電極電位鋅鎳合金涂層的制備與性能研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

5 楊蘭;銅鋅合金涂層的制備及其組織性能研究[D];西安石油大學(xué);2014年

6 陶洪偉;高頻感應(yīng)真空熔覆鈷基、鎳基合金涂層的工藝研究及性能分析[D];青島理工大學(xué);2012年

7 王龍;高熵合金涂層的微結(jié)構(gòu)與耐腐蝕性能研究[D];四川理工學(xué)院;2015年

8 李巖;N80鋼表面涂層制備及其在模擬油田環(huán)境中的腐蝕行為研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2005年

9 許福海;高頻熔覆鎳基合金涂層的工藝研究及分析[D];青島理工大學(xué);2011年

10 趙國(guó)強(qiáng);鐵基非晶態(tài)合金涂層表面耐磨性及耐磨蝕性研究[D];山東大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：電沉積Ni金屬涂層和Ni-P合金涂層失效過(guò)程的宏觀—微區(qū)電化學(xué)比較研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：363661