锌镍合金镀层的耐蚀性能研究

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1、2010年增刊(2)安徽化工23锌镍合金镀层的耐蚀性能研究张伟强，韩登峰，鲁道荣，邓君和(合肥工业大学化工学院，安徽合肥230009)摘要：在低碳钢表面电镀锌镍合金薄膜。考查了pH值、电流密度和镀液温度等因素对镀层质量的影响。采用XRD与SEM研究镀层的结构和形貌。选择3．5％NaC1溶液作为腐蚀介质，用稳态法研究了镀层的耐蚀性能，得出了较有价值的结论。关键词：电镀；锌镍合金；镀层结构；耐蚀性能中图分类号：TQ153．2；TG174．42文献标识码：A文章编号：1008—553X(2010)$2—0023-03现代工业和科学技术的发展对材料的表面

2、性能提在镀液温度t=25~C，镀液pH=5．0条件下，考查不出了越来越高的质量要求。近年来，为了改善镀锌钢同的电流密度下，镀层在3．5％NaCI溶液中的耐蚀性能。铁制品的耐蚀性，由电镀纯锌向电镀锌基合金方向实验中电流密度分别取10mA／cm、15mA／cm。、发展_l_2】。在国外，以zn—Ni合金代替传统的镀锌和20mA／cm。测试的阳极极化曲线见图1。镀锡钢板已应用于实际生产并获得良好的防腐蚀效果l3l。锌镍合金是一种新型防护性镀层，具有极高的耐腐蚀性、低氢脆性、可焊性和机械加工性等优良特点，极具发展前景【]。本文研究了在A3钢表面电镀锌镍合

3、金薄膜，考查了镀液的pH值、电流密度、镀液温度等因素对镀层耐蚀性的影响，获得了较适宜的锌镍合金电镀工艺，并用XRD、SEM、EDS表征了镀层的结构、形貌和组成。t：／V1实验部分图1不同的电流密度时镀层的阳极极化曲线1．1镀液组成由图1可知，电流密度从lOmA／cm增加到15七水合硫酸锌59g／L；六水合硫酸镍68g／L；氯化铵mA／cm时，镀层的致钝电流密度和维钝电流密度均减55g／L；硼酸5．5g／L；香草醛0．50g／L；十二烷基硫酸钠小，致钝电位负移，说明镀层的耐蚀性能增加。当电流0．30g／L。所用试剂均为分析纯(上海国药集团生产)。密

4、度从15mA／cm增加到20mA／cm。时，阳极极化曲线1_2电镀工艺的致钝电流密度和维钝电流密度反而增大，致钝电位正电流密度：10～20mA／cm；镀液pH：5．0—6．0；镀液温移，说明镀层的耐蚀性能下降。从镀层的表观看，电流密度：20～30~(2。主要实验仪器有直流电源、电流表、电阻度为10mA／cm时，A3钢表面的zn—Ni合金镀层出现箱、电镀池(自制)等。不均匀现象，有少部分表面镀层明显不好。当电流密度1．3镀层的表征为20mA／cm时，镀层的结晶粒度较大，镀层变粗糙，因用XRD(日本理学公司，D／max一^vB型，铜靶)测试而耐蚀性能

5、均不如15mA／cm时的zn—Ni合金镀层。镀层的结构，用SEM(荷兰产，XT30一ESEM—TMP型)测由此可知，较适宜的电流密度是15mA／cm，此时镀试镀层的表观形貌。选择3．5％NaC1溶液作为腐蚀介质，层致密均匀，致钝电流密度为4．96×10A／cm，维钝电用稳态法研究镀层的耐蚀性能(在电化学工作站上进流密度为4．33×104A／cm，致钝电位为一O．789V。致钝行，上海辰华仪器有限公司制造)。电位负且致钝电流密度小，说明镀层易达到钝化状态；2结果与讨论维钝电流密度小，说明镀层处于钝态时腐蚀速率很小，2．1电流密度对镀层耐蚀性能的影响

6、基金项目：合肥市科技计划项目(2008026D14)，合肥工业大学创新基金项目(XS10033)作者简介：张伟强(1989一)，男，合肥工业大学应用化学系学生；通讯联系人：鲁道荣，女，合肥工业大学教授，研究方向：金属表面处理，ldr．897@163．corn。242010年增刊(2)安徽化工因而此时镀层的耐蚀性能较好。密度与23cC时相近，因而可知镀液最佳温度为23℃，此2_2镀液的pH值对镀层耐蚀性能的影响时镀层较致密均匀，耐蚀性能较好。在镀液温度为25℃，电流密度为15mA／cm条件下，2。4镀层的表征考查镀液的pH值对镀层耐蚀性能的影响。实

7、验中镀液的选择在电流密度为15mA／cm，镀液的pH为5．5，镀pH分别为5．0、5．5、6．0。测试的阳极极化曲线见图2。液温度为23℃的最佳电镀工艺条件下进行电镀。用XRD研究镀层的结构，测试结果见图4。用SEM研究镀层的表观形貌，测试结果见图5。l《425)l(004)J(214)j(330~-10n9-98-o7-9．6_o5-04n3-02n’n001E，vj一⋯一一，一～，l图2不同pH值的镀液中镀层的阳极极化曲线3040506070809020，由图2可知，镀液的pH从5．0增加到5．5时，镀层图4锌镍合金镀层的XRD图的致钝电流密

8、度和维钝电流密度均减小，致钝电位负移，说明镀层的耐蚀性能增加。当镀液的pH从5．5增加到6．0时阳极极化曲线的致钝电流密度和维钝电流密度