本文關(guān)鍵詞：化學(xué)鍍Ni-Mo-P和Ni-P合金鍍層晶化特征與腐蝕性能

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【摘要】：化學(xué)鍍由于其優(yōu)異的性能已廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中,同時(shí)化學(xué)鍍層是否能適應(yīng)惡劣環(huán)境,特別是腐蝕性環(huán)境也受到廣泛的關(guān)注。本課題采用化學(xué)沉積法制備了Ni-P及Ni-Mo-P合金鍍層,對(duì)比研究了不同成分的合金鍍層經(jīng)爐內(nèi)退火和激光退火后,其晶化組織特征及腐蝕行為。采用SEM/EDS、光學(xué)顯微鏡及光學(xué)干涉法對(duì)鍍層進(jìn)行成分測(cè)定、表面形貌觀察以及粗糙度分析;通過XRD衍射獲得熱處理前后鍍層的衍射圖譜,利用Jade軟件擬合并計(jì)算,定量分析了鍍層的晶化程度、晶化相的晶粒尺寸及相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù);結(jié)合腐蝕失重試驗(yàn)、動(dòng)電位極化和交流阻抗譜測(cè)試,研究了鍍層的耐蝕性能及腐蝕行為,主要結(jié)論如下:Ni-9.19P(wt%)和Ni-4.63Mo-12.39P(wt%)鍍層為非晶結(jié)構(gòu),Ni-4.11Mo-6.5P(wt%)為混晶結(jié)構(gòu)。對(duì)于爐內(nèi)退火處理,溫度低于400℃時(shí),Ni-4.11Mo-6.5P合金鍍層只有Ni相結(jié)晶;在400℃或超過400℃時(shí),鍍層中發(fā)生Ni3P晶化反應(yīng),同時(shí)形成了Ni-Mo固溶體;晶化程度在600℃時(shí)達(dá)到88.13%。而Ni-P合金鍍層在熱處理溫度為300℃時(shí)開始析出Ni3P相,溫度達(dá)到600℃時(shí),晶化程度為91%。在熱處理溫度相同的條件下,Ni-Mo-P合金鍍層晶粒尺寸均小于Ni-P合金鍍層。對(duì)于激光退火處理,掃描速度高于10 mm/s時(shí),Ni-4.63Mo-12.39P鍍層只有Ni相結(jié)晶,掃描速度低于或等于10 mm/s時(shí),鍍層中析出Ni3P相,并同時(shí)發(fā)生Ni/Ni-Mo相結(jié)晶,且析出的Ni3P相晶粒尺寸始終大于Ni/Ni-Mo相尺寸;掃描速度為6 mm/s時(shí),Ni-Mo-P鍍層晶化程度為82.11%。對(duì)于Ni-P鍍層,其晶化過程隨著掃描速度的變化,除了Ni-Mo相外,均與Ni-Mo-P鍍層相似,掃描速度為6mm/s時(shí),Ni-P晶化程度達(dá)到84.85%。Ni-P鍍層中各相晶粒尺寸的變化情況為掃描速度從10mm/s到8mm/s,Ni3P相的晶粒尺寸大于Ni相的尺寸,但掃描速度為6mm/s時(shí),Ni相晶粒尺寸反過來大于Ni3P相晶粒尺寸。在0.5 M H_2SO_4溶液中,無論爐內(nèi)退火還是激光退火的Ni-Mo-P和Ni-P鍍層的腐蝕形式均表現(xiàn)為均勻腐蝕。鍍層的耐蝕性主要取決于退火后的顯微結(jié)構(gòu)特征,諸如所形成的Ni/Ni-Mo相、Ni3P相的尺寸及其相對(duì)數(shù)量。對(duì)于Ni-Mo-P鍍層,其腐蝕機(jī)理主要與在H_2SO_4電解質(zhì)溶液中Mo從Ni-Mo固溶體中的溶解有關(guān)。所有鍍層均在剛剛發(fā)生Ni3P相晶化反應(yīng)時(shí)耐蝕性能最差,進(jìn)一步提高退火溫度或降低掃描速度,鍍層的耐蝕性能得到改善,Ni-Mo-P鍍層的耐蝕性優(yōu)于Ni-P鍍層。在含有Cl-的HCl和NaCl溶液中,無論爐內(nèi)退火還是激光退火的Ni-Mo-P與Ni-P鍍層的腐蝕形式均為點(diǎn)蝕,鍍層的耐蝕性則主要取決于其表面形貌狀態(tài),與“胞狀物”的大小、致密程度以及鍍層內(nèi)的孔洞。經(jīng)600℃高溫退火的Ni-4.11Mo-6.5P合金鍍層在10%HCl溶液中表現(xiàn)出優(yōu)異的耐蝕性能;在3.5%NaCl的溶液中的EIS研究表明,在相同掃描速度條件下Ni-4.63Mo-12.39P鍍層比Ni-P鍍層具有更大的電荷轉(zhuǎn)移電阻,并在掃描速度為12 mm/s時(shí)獲得最好的抗點(diǎn)蝕的能力。
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)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

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