本文關(guān)鍵詞：鎂合金化學(xué)鍍鎳活化及鎳沉積機(jī)理的研究

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【摘要】：鎂合金以其優(yōu)異的機(jī)械和物理性能,被譽(yù)為21世紀(jì)“綠色工程材料”,其廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、3C電子產(chǎn)品和醫(yī)用器械等領(lǐng)域。但金屬鎂較高的化學(xué)活性嚴(yán)重制約了其進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用。為此必須對(duì)鎂合金表面進(jìn)行防護(hù)處理,而直接化學(xué)鍍鎳由于鍍層的優(yōu)異性能及工藝本身操作簡單,越來越受到人們的重視。本文采用了一種無鉻低氟的環(huán)保型前處理工藝,通過研究酸洗活化的反應(yīng)機(jī)理為有效控制鍍層質(zhì)量提供理論依據(jù)。同時(shí)本文還研究了鍍層的生長規(guī)律及鍍液成分對(duì)沉積速率的影響,可進(jìn)一步指導(dǎo)化學(xué)鍍鎳的工業(yè)生產(chǎn)。研究結(jié)果得出:1.經(jīng)磷酸和硝酸混酸酸洗后鎂合金基底表面刻蝕均勻、結(jié)構(gòu)凹凸并被一層磷化膜所覆蓋。隨后經(jīng)由K4P2O7和NH4HF2溶液二次活化工藝活化后,除去了基底上酸洗產(chǎn)物及表面掛灰,而被氟化膜所取代。該酸洗活化工藝無鉻低氟、對(duì)環(huán)境無害、較HF而言對(duì)操作人員身體健康威脅更小,屬于環(huán)保型的前處理工藝。2.鎂合金基底經(jīng)活化后表面覆蓋一層含氧化物或氫氧化物的氟化膜,氧化物或氫氧化物溶解后裸露出鎂合金基底為鎳沉積提供活性中心,氟化物可保護(hù)基底不被鍍液過度腐蝕。經(jīng)二次活化工藝活化后,活化膜F/O原子比(1.12~1.49)適中,施鍍后所得鍍層均勻致密、與基底結(jié)合力良好、耐蝕性高、可長時(shí)間保護(hù)鎂合金基底。3.經(jīng)HF溶液活化后活化膜F/O原子比(3.52)較高,鎳初始沉積速率慢,獲得的鍍層疏松、結(jié)合力差。而且鍍液分解嚴(yán)重,次亞磷酸鈉的還原效率低,不符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)的主旨。經(jīng)NH4HF2溶液活化后活化膜F/O原子比(0.84)最小,鎳初始沉積過程中生成大量氫氣無法及時(shí)溢出,獲得鍍層孔隙率較大且結(jié)合力差。4.鍍層生長主要經(jīng)歷鎂鎳置換反應(yīng)和鎳磷自催化反應(yīng)兩個(gè)階段,自催化反應(yīng)以置換反應(yīng)得到的鎳核作為沉積中心,逐漸長大進(jìn)而覆蓋整個(gè)鎂合金基底。鎳沉積是從氟化膜的下面開始的,因而部分氟化物可能被包裹在鍍層中間。5.當(dāng)鍍液中鎳離子小于2.08 g?dm-3時(shí),鍍速隨鎳離子濃度的增大而增大,反之則減小;鍍速與還原劑濃度、鍍液p H值和溫度呈正相關(guān);絡(luò)合劑的濃度越高,鍍速反而越小。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金AZ91D 化學(xué)鍍鎳 酸洗和活化 沉積規(guī)律 鍍速
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.44
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-25
• 1.1 鎂合金的性能及應(yīng)用10-14
• 1.1.1 鎂合金的性能10-12
• 1.1.2 鎂合金的應(yīng)用12-14
• 1.2 鎂合金的腐蝕與防護(hù)14-18
• 1.2.1 鎂合金的腐蝕機(jī)理14-15
• 1.2.2 鎂合金的腐蝕形態(tài)15-16
• 1.2.3 鎂合金的防護(hù)16-18
• 1.3 鎂合金直接化學(xué)鍍鎳的研究進(jìn)展18-24
• 1.3.1 前處理的研究進(jìn)展18-20
• 1.3.2 鍍液的研究進(jìn)展20-22
• 1.3.3 化學(xué)鍍鎳反應(yīng)機(jī)理的研究進(jìn)展22-24
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及意義24-25
• 第2章 鎂合金化學(xué)鍍鎳的活化機(jī)理25-37
• 2.1 引言25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)用品25-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和規(guī)格25-26
• 2.2.2 藥品與儀器26-27
• 2.3 工藝條件與操作27-28
• 2.3.1 超聲和堿洗27
• 2.3.2 酸洗27
• 2.3.3 活化27-28
• 2.4 實(shí)驗(yàn)方法28-29
• 2.5 酸洗29-32
• 2.5.1 酸洗后的表面狀態(tài)及界面反應(yīng)29-30
• 2.5.2 鎂合金失重及電化學(xué)行為30-32
• 2.6 活化32-36
• 2.6.1 活化后表面狀態(tài)和界面反應(yīng)機(jī)理32-35
• 2.6.2 鎂基底在活化液中的電化學(xué)行為35-36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第3章 活化對(duì)鎳沉積的影響37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 工藝條件與操作37-38
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法38-39
• 3.4 活化膜成分及性能分析39-43
• 3.4.1 活化膜表面成分分析39-40
• 3.4.2 活化膜在鍍液中的電化學(xué)特性40-42
• 3.4.3 化學(xué)鍍鎳初始沉積速率42-43
• 3.5 Ni-P鍍層性能43-48
• 3.5.1 結(jié)合力43-45
• 3.5.2 孔隙率45-46
• 3.5.3 耐蝕性46-48
• 3.6 本章小結(jié)48-49
• 第4章 鎳沉積機(jī)理及鍍速的影響因素49-60
• 4.1 引言49
• 4.2 化學(xué)鍍鎳沉積機(jī)理49-54
• 4.2.1 活化界面初始反應(yīng)過程49-53
• 4.2.2 活化界面在鍍液中的開路電勢53-54
• 4.3 鍍速的主要影響因素54-59
• 4.3.1 主鹽和還原劑的影響55-56
• 4.3.2 絡(luò)合劑的影響56-57
• 4.3.3 鍍液pH值和溫度的影響57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-69
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文)69-70
• 致謝70

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本文編號(hào)：555007