本文關(guān)鍵詞：銅表面銅鎳合金的制備及腐蝕性能研究

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【摘要】：銅是常用的工程材料之一,在現(xiàn)代工業(yè)中因其良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、化學(xué)穩(wěn)定性而應(yīng)用在眾多領(lǐng)域中。但是在海洋領(lǐng)域中海水中的氯離子使得這種廣泛應(yīng)用抗蝕效果不錯(cuò)的金屬受到強(qiáng)烈的腐蝕,銅金屬在海洋工程中受到很大的限制,很難被進(jìn)一步的應(yīng)用。銅鎳合金具有很多優(yōu)異的性質(zhì)尤其是良好的抗蝕性能在海洋工程領(lǐng)域占據(jù)重要地位,因?yàn)殂~鎳合金制備設(shè)備要求嚴(yán)格,操作環(huán)境復(fù)雜,也未能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。電沉積是最近比較新穎的方法,電沉積設(shè)備簡(jiǎn)單,操作容易,且能夠?qū)崿F(xiàn)合金精確的組分控制。如果能夠通過(guò)電沉積方法在純銅表面制備納米結(jié)構(gòu)的銅鎳合金膜層,那么就能最大限度的的提高純銅的應(yīng)用,改善純銅的性能,又能節(jié)約成本,使其在海洋領(lǐng)域中得到更多的應(yīng)用。本文就這一原理通過(guò)電沉積法在純銅表面制備了不同組分的銅鎳合金膜層,以期獲得表面具有合金層的純銅材料。同時(shí)通過(guò)熱處理改善膜層的質(zhì)量提高膜層的抗蝕性能,同時(shí)調(diào)節(jié)參數(shù)以期獲得最佳熱處理參數(shù)。本文首先對(duì)主要兩種絡(luò)合劑的絡(luò)合能力進(jìn)行了探討,在循環(huán)伏安測(cè)試(CV)下預(yù)測(cè)銅鎳合金的沉積電位及沉積電流。在不同的沉積電流密度下的X射線(xiàn)衍射(XRD)測(cè)試可知成功的制備出不同比例的銅鎳合金。通過(guò)掃描電鏡(SEM)分析純銅表面的銅鎳合金顆粒為納米級(jí)別,緊密堆積,沉積電流密度較大(25mA/cm2)的時(shí)候表面隱約可見(jiàn)一些孔洞存在。在3.5wt%的模擬海水中電化學(xué)測(cè)試得到制備的銅鎳合金顯示了較裸銅優(yōu)異的抗蝕性能及抗電子轉(zhuǎn)移的能力,能譜(EDS)測(cè)試得到了不同沉積電流下的銅鎳組分,并且可知鎳的含量為30%左右沉積電流密度為15mA/cm2綜合性能最佳。通過(guò)氮?dú)夥諊聦?duì)制備的銅鎳合金進(jìn)行了后期熱處理,300度熱處理掃描電鏡顯示顆粒發(fā)生團(tuán)聚,小顆粒凝聚成大顆粒,不同的團(tuán)簇體之間夾雜著未團(tuán)聚的小顆粒。不同熱處理溫度的電化學(xué)測(cè)試表征得到100度以下時(shí)性能較制備的最佳銅鎳合金的抗蝕性能提高,當(dāng)熱處理溫度為200度時(shí),抗蝕效果與制備的銅鎳合金膜層齊平,但是熱處理溫度繼續(xù)增加的話(huà),抗蝕性能下降明顯,甚至低于裸銅。通過(guò)循環(huán)伏安多次掃描可知影響性能下降的主要原因是熱處理之后膜層的穩(wěn)定性降低。最后探索了不同手段處理的銅鎳合金在高溫下的模擬海水中的腐蝕情況,未熱處理的銅鎳合金對(duì)溫度比較敏感,高溫下抗蝕性能下降明顯,當(dāng)膜層經(jīng)過(guò)適宜的熱處理之后膜層的高溫抗蝕性能較之前有一定的提高。該文章初步探索了銅鎳合金的制備條件及熱處理優(yōu)化方案工藝參數(shù),且通過(guò)電化學(xué)測(cè)試表征其具有較裸銅優(yōu)良的抗蝕性能,如果將其進(jìn)行進(jìn)一步的探索優(yōu)化,會(huì)在海洋防腐蝕領(lǐng)域得到很大的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：銅 銅鎳合金 電沉積 熱處理 電化學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG178
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 緒論12-25
• 1.1 概述12-13
• 1.2 合金概述13-17
• 1.2.1 合金分類(lèi)13-14
• 1.2.2 金屬間化合物的定義和性能14-15
• 1.2.3 合金的制備方法15-17
• 1.3 銅鎳合金電化學(xué)沉積17-23
• 1.3.1 電化學(xué)沉積介紹17-19
• 1.3.2 實(shí)驗(yàn)原理19-21
• 1.3.3 銅鎳合金的成核生長(zhǎng)理論探索21-22
• 1.3.4 電化學(xué)研究技術(shù)22-23
• 1.4 本課題的研究意義及論文的主要內(nèi)容23-25
• 2 銅基體上恒電流沉積銅鎳合金25-43
• 2.1 引言25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分26-29
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器26-27
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟27-28
• 2.2.3 測(cè)試方法28-29
• 2.3 結(jié)果與討論29-42
• 2.3.1 絡(luò)合劑作用探討及沉積電流密度選擇29-33
• 2.3.2 XRD分析33-34
• 2.3.3 形貌及能譜分析34-36
• 2.3.4 沉積膜層表面的電荷阻擋效應(yīng)研究36-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 3 銅基體表面銅鎳合金熱處理及其抗蝕性能研究43-51
• 3.1 引言43-44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分44-45
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品44
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟44-45
• 3.2.3 測(cè)試方法45
• 3.3 結(jié)果與討論45-50
• 3.3.1 電化學(xué)性能檢測(cè)45-48
• 3.3.2 熱處理之后的SEM分析48
• 3.3.3 循環(huán)伏安測(cè)試分析48-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 4 模擬海洋環(huán)境下銅鎳合金高溫腐蝕研究51-58
• 4.1 前沿51
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分51-52
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品51-52
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)及測(cè)試方法52
• 4.3 結(jié)果與討論52-57
• 4.3.1 電化學(xué)測(cè)試分析52-57
• 4.3.2 接觸角測(cè)試測(cè)試分析57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 5 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 本論文的主要結(jié)論58-59
• 5.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)59
• 5.3 展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 致謝65-66
• 個(gè)人簡(jiǎn)介66-67
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67

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本文編號(hào)：923641