基于ni-w-p合金的电沉积工艺探讨及镀层结构分析

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1、山东大学硕士学位论文Ni-W-P合金的电沉积工艺探讨及镀层结构分析姓名：周迎东申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：侯文涛20040508原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：f碰圣西：日期：型!丝』=：!；关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向

2、国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：[塑踅≥导师签名：t圣毛阻日期：趔2；￡：圣2山东大学硕士学位论文摘要Ni—w—P合金镀层是一种高硬度、耐蚀和耐磨性能俱佳的功能型台金。本文主要研究了改变镀液组成和工艺条件对电沉积Ni—w—P合金镀层的组成及其应用性能的影响；应用阴极极化曲线考察了Ni—w—P合金的电沉积过程并做了机理分析；探讨了镀层中钨

3、含量和阴极电流密度对镀层硬度、耐蚀性和耐磨性等应用性能的影响。同时，应用x射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等现代材料测试方法研究了Ni—I

4、r—P合金镀层的组织结构和微观形貌，分析了镀层组织结构与镀层钨含量及阴极电流密度的关系，还讨论了镀层组织结构对Ni—w—P合金镀层性能的影响。我们的试验结果与理论分析表明：(1)镀层中的钨是由镀液中的wO。2‘还原产生的，其含量受镀液组成与工艺条件的影响。钨是受镍诱导共沉积的，随着镀液中钨酸钠浓度的增加，镀层中钨的含量增加。随着阴极电流密度的提高，镀速加快，镀层中镍磷的总含量有所上升，但钨的含量相对

5、有所下降。(2)通过线性电势扫描技术测得Ni～W—P合金镀层的阴极极化曲线，分析了镀液各组分对Ni—w～P合金的阴极过程的影响。结论如下：①钨酸钠的加入，使得阴极极化增大，有利于镍和钨的诱导共沉积。②硫酸镍的加入，阴极极化曲线在．0．9V到．1．4V之间搭起了一个“平台”，有利于钨在镍的诱导下还原沉积析出金属。③镀液中次亚磷酸钠浓度的改变对Ni—w—P合金电沉积的阴极过程基本无影响。④随着镀液中柠檬酸钠浓度的提高，阴极极化增大。这说明柠檬酸钠的络合作用增大了镍钨离子放电时的阴极极化。(3)在镀层中添加W元素，能够提高合金镀层的硬度、耐蚀性和耐

6、磨性。电镀N卜w—P合金镀层的硬度、耐蚀性及耐磨性随着镀层中钨含量的增加而提高。电镀Ni～w—P合金镀层的耐蚀性和耐磨性均优于电镀Ni—P合金和Ni—W合金。(4)随着钨和磷的总含量的增加，镀层容易发生由晶态一混晶态(晶+非晶)一非晶态的结构转变。同时由于钨的共沉积，使得Ni—w—P合金呈非晶态结构所需的磷含量大为下降。Ni--W--P合金镀层的表面形貌为颗粒形胞状突起。随着镀层钨含量增加，颗粒形胞状突起更为细密，Ni—W—P合金镀层更加均匀致密，孔隙率明显减少。(5)可在低电流密度下获得较高钨含量的Ni—w—P合金，所得镀层结山东大学硕士学

7、位论文构极为细密，XRD和SEM等检测显示结构为纳米级微晶及非晶结构。所得镀层具有极高的显微硬度和优异的耐蚀耐磨性能。(6)利用均匀实验设计法研究各工艺参数对镀层硬度的影响，得回归方程为：Y=1．34352—2．84816E一01}X1*X2—1．87604E-0l*Xi*X4—1．05910X2*X2+1．19644X2}X3—8，59236E一0l*X3*X3-4．34775E一0l*X4*X4—1．15722E-01*X4}X5+8．58223E-0l*X4*X6—1．47698}X6幸X6关键词：电沉积Ni—w—P合金钨酸钠硬度微观结

8、构均匀设计2山东大学硕士学位论文ABSTRACTNickel-tungsten·phosphorusalloywasinvestigatedinthispaper．TheeffectofbathcompositionsandoperatingconditionsonthestructureandpropertiesofNi——W—Palloywasinvestigated．ThewearandcorrosionresistanceofNi—P-Ni—WandNi—W—Pdepositsweretestedbymeansofcorrosiont

9、est．XRDandSEMwereusedtostudythestructureandappearanceoftheNi—W—Pdeposits．Theresult