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1、高效六价铬镀铬工艺研究李昌树 【摘要】：本文在标准镀铬液的基础上,针对现有镀铬添加剂的不足,对高效六价铬镀铬添加剂、镀铬工艺进行了研究。通过与标准镀铬液对比,研究了三种添加剂HCR、WR-26、BH对镀液及镀层性能的影响,结果表明:HCR添加剂综合性能较好,电流效率可达26.3%,但与WR-26、BH添加剂镀层相比存在裂纹粗、硬度低的不足。针对HCR添加剂的不足,通过单因素实验、正交试验对添加剂HCR进行了改进并优化,分别考察了碘化钾、硼酸、丙二酸、甲酸、对氨基苯磺酸等五种添加剂对表面形貌、硬度以及电流效率的影响,结果表明:碘化钾能有效地提高阴极电流效率,在50
2、℃-60℃的范围内,电流效率为21.4-25.0%,且电流效率随着温度的升高而下降;丙二酸能提高硬度和改善表面形貌;碘化钾与丙二酸两种添加剂与HCR添加剂复合后优化,在电流密度为65A/dm2,温度为56℃,丙二酸浓度为1.0g/L,碘化钾浓度为0.3g/L,HCR添加剂浓度为2.2g/L,镀液基本成分不变情况下,电流效率提高到27.8%,硬度提高到HV1001132。研究中采用电化学工作站、SEM、XRD等测试仪器,研究了镀液极化曲线和镀层微观结构,对高效镀铬机理进行了初步探讨。由极化曲线可知,高效镀铬添加剂的加入抑制了析氢反应,降低了铬的析出过电位,使电流效
3、率提高。镀层微观结构显示:添加剂有利于细化镀层结晶,提高表面平整性,并使镀层晶体在生长过程中有择优取向。本文还以沈阳电镀厂杂质离子严重超标的镀铬液为样本,研究了素烧筒隔膜电解法处理镀铬槽液杂质离子。素烧筒内的传统电解液容易造成镀液硫酸根浓度上升,通过改良实验发现:将标准镀铬液稀释3倍作为筒内的电解液效果较佳。更深一步的中试实验表明该法能成功应用于实际生产。【关键词】：镀铬添加剂电流效率阴极过程隔膜电解法【学位授予单位】：沈阳理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：TQ153【目录】：·摘要6-7·Abstract7-13·第1章绪论13-
4、27·1.1镀铬概述13-15·1.1.1镀铬层的性质与用途13-14·1.1.2镀铬液的特性和种类14-15·1.2六价铬镀铬工艺15-21·1.2.1镀铬原理16-17·1.2.2镀铬液组成及其作用17-19·1.2.3工艺参数对镀铬的影响19·1.2.4杂质的影响及处理方法19-20·1.2.5镀硬铬工艺20-21·1.3镀铬研究现状及存在问题21-26·1.3.1低浓度镀铬21-22·1.3.2三价铬镀铬22-23·1.3.3镀铬添加剂23-26·1.4本论文研究意义及内容26-27·第2章实验方法27-35·2.1实验仪器及试剂27-28·2.2工艺流
5、程28-29·2.2.1镀液配制28·2.2.2基体前处理28-29·2.2.3施镀方法29·2.3镀液性能测定方法29-32·2.3.1阴极电流效率的测定29-30·2.3.2镀液沉积速率的测定30·2.3.3镀液分散能力的测定30·2.3.4镀液覆盖能力的测定30-31·2.3.5赫尔槽实验31·2.3.6镀液的极化曲线测定31-32·2.4镀层性能测定方法32-35·2.4.1镀层外观检验32·2.4.2镀层厚度的测定32·2.4.3镀层硬度的测定32-33·2.4.4镀层结合力的测定33·2.4.5镀层耐蚀性的测定33-34·2.4.6镀层孔隙率的测定3
6、4·2.4.7镀层表面形貌的测定34·2.4.8镀层电化学性能的测定34·2.4.9镀层晶体结构的测定34-35·第3章高效镀铬添加剂性能对比研究35-49·3.1镀液性能对比35-39·3.1.1阴极电流效率和沉积速率的测定结果35-37·3.1.2镀液分散能力及覆盖能力的测定结果37-38·3.1.3赫尔槽实验结果38-39·3.2镀层性能对比39-48·3.2.1镀层外观和表面形貌的评定结果39-42·3.2.2镀层厚度测试结果42-43·3.2.3镀层结合力测试结果43·3.2.4镀层硬度测试结果43-45·3.2.6镀层耐蚀性测试结果45-46·3.2
7、.7镀层电化学性能测试结果46-48·3.3本章小结48-49·第4章高效六价铬镀铬工艺优化49-64·4.1辅助添加剂的筛选49-55·4.1.1碘化钾49-50·4.1.2硼酸50-51·4.1.3有机羧酸51-52·4.1.4对氨基苯磺酸52-55·4.2工艺优化55-60·4.2.1单因素实验55-57·4.2.2正交试验57-60·4.3性能对比60-63·4.3.1镀液性能对比60-61·4.3.2镀层性能对比61-63·4.4本章小结63-64·第5章高效镀铬机理的初步探讨64-71·5.1镀液极化曲线的研究64-67·5.2镀层微观结构的研究67
8、-70·5.2.1镀层表
