相关低镍泡沫铁镍合金镀层的制备工艺

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1、，移，低镍泡沫铁镍合金镀层的制备工艺陈焕骏，王殿龙。王崇。温娜(哈尔滨工业大学化工学院，黑龙江哈尔滨150001)[摘要]用泡沫铁镍合金镀层替代金属镍镀层，可以节约镍资源和生产成本。通过电沉积在导电化处理过的聚氨酯泡沫棉上制备了低镍泡沫铁镍合金镀层，并对电解液体系及制备工艺条件进行了研究。结果表明：升高镀液温度和增大电流密度可以细化晶粒；二元有机酸配位剂H．1使得赫尔槽试样光亮区明显增长：H．1和MnC1，均能使阴极极化增强；镍离子使阳极峰显著正移200mV，抗蚀性增强；制备的低镍泡沫铁镍合金镀层结晶致密，显微硬度高达770HV。[关键词]泡沫铁镍合金；电沉积；极化曲线；抗

2、蚀性[中图分类号]TQ153．2[文献标识码]A[文章编号]1001—1560(2009)12—0038—03O前言电解液中引人镍离子，形成低镍Fe—Ni合金镀液，在不改变原有电解液体系的前提下，得到了低镍泡沫Fe—Ni镍氢、镍镉碱性二次电池的电极基板材料，正极普合金镀层。遍使用泡沫镍，负极使用泡沫镍或穿孑L镀镍钢带。由于镍资源有限，价格昂贵，使得泡沫镍的价格居高不1试验下。为此，一直试图以廉价多孔的金属材料取代泡沫基体采用聚氨酯开孔海绵体，厚度为1．6mm，孔镍。泡沫铁覆镍材料价格便宜，资源丰富，具备部分或径为2．3mm，通过物理气相沉积在其表面覆盖一层金完全替代泡沫镍的

3、潜能，还可用作电磁屏蔽材料、吸音属镍，裁成50mm×100mm。电沉积制备低镍泡沫铁材料等。镍合金镀层的过程中，阳极为低碳钢板，并套以阳极过去，国内外对泡沫铁的研究相对较少。日本采套，大小与海绵体相等。用硫酸盐镀铁技术，在镀液中加入酸性铝或钛的化合镀液配方及参数：400．0g／LFeC12·4H2O，25．0物，在导电多孑L基体材料上成功制备了多孑L铁金属材g／LNiC12·6H2O，50．0g／LMnC12，3．0g／L二元有机料¨J。国内采用硫酸亚铁盐体系，在镀液中加入氯化酸配位添加剂H-I，0．3g／L抗氧化剂V2O5，pH值1．0，锰和氨磺酸抗氧化剂，制备了满足汽车

4、尾气净化需要的泡沫铁，能替代蜂窝陶瓷载体J。纯泡沫铁的镀层温度20～60qC，电流密度20～80A／dm。赫尔槽试验在250mL赫尔槽中进行，镀液pH值内应力大，柔韧性、拉伸性差，还不适合替代泡沫镍，而1．0，温度60℃，电流5A，时间3min。当铁与镍形成合金镀层时，镀层性能得到了很大的改善。在含镍2％～10％的铁镍合金镀层中，由于镍的固电化学性能测试在CHI630B电化学工作站上进溶强化』，合金镀层的力学性能得到了加强，微观结构行，研究电极为3．14cm的铁片，辅助电极为1cm的铂片，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)。测试阴极极为铁基Q．Fe，Ni固溶体和少量氢为间隙固

5、溶，镍以置换固溶进入晶格，析氢行为对镀层结构影响显著。化曲线时，扫描速度为1mV／s，温度20qC；测试循环伏本工作在常规氯化物镀铁体系中加入配位剂和抗安曲线时，扫描范围为一0．9～一0．2V，扫描速度5氧化剂，实现了低镍Fe．Ni合金电镀；在现有低温镀铁mV／s。采用S．4700型扫描电子显微镜(SEM)观察镀层形貌，用HVS．1000型显微硬度计测定镀层硬度。[收稿日期]2009—06—08[通信作者]王殿龙，教授，博导，主要从事金属电沉积与化2结果与讨论学沉积、化学电源材料、三维网状金属增韧陶瓷材料的研究，电话：0451—86413721，2．1镀液温度对镀层镍含量和

6、形貌的影响E—mail：dlwang@hit．edu．cn图1为电流密度60A／dm时，镀层中镍含量随镀偶妒第辱誊2拳ll0薹第l2期ll液温度的变化曲线。由图1可知，当温度上升时，镀层Ni浓度变化不大，镀层中镍含量升高。中镍的含量上升。这是由于在较高的温度下，表面吸附铁的氢氧化物的能力下降，从而对镍嵌入沉积的阻碍作用减弱。图1镀层中镍含量随镀液温度的变化曲线图2为不同温度下制备的泡沫铁镍合金镀层的表面SEM形貌。由图2可知，低温制备的镀层晶粒大，随图3不同电流密度制备的泡沫铁镍合金镀层的表面SEM形貌着温度的升高，镀层结晶越细致均匀，60qC时有较好的2．3镀液组成对镀层

7、光亮区宽度的影响形貌。其原因为：(1)温度上升时Ni的迁移能力上赫尔槽试样光亮区的宽度可以反映较宽的电流密升，浓差极化降低；(2)吸附氢原子形成氢气泡，在较高度范围下，镀液组成对镀层外观形貌、结合力等性能的温度下易从电极表面逸出，从而使成核面积大于低温影响。表1为不同组成的镀液得到的赫尔槽试样的光时的成核面积，晶粒细化；(3)温度升高，镍原子嵌入铁亮区宽度。从表1可以看出：MnC1,使光亮区增长(由的晶格中使镀层的外观得到改善。在高温下，Fe¨的3．0crn增至5．0cm)，增大MnC1，的用量对光亮区宽度氧化速度