一种组合添加剂在碱性无氰镀锌中的作用-论文.pdf

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1、第32卷第3期中国腐蚀与防护学报Vbl_32NO．32012年6月JournalofChineseSocietyforCorrosionandProtectionJun．2012一种组合添加剂在碱性无氰镀锌中的作用杜楠舒伟发王春霞王帅星陈庆龙21．南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室南昌330063；2．南京机电液压工程研究中心南京211106摘要：通过在碱性无氰镀锌溶液中添加一种组合添加剂获得了晶粒尺寸在60am以内的纳米晶镀锌层，并通过对比有无添加剂时Zn的析出电位、镀锌层微观形貌及晶粒度的

2、差异，分析了组合添加剂中两种组分的作用。结果表明，两种添加剂分别起到细化晶粒和整平作用，二者一起使用有很强的协调作用。关键词：纳米镀锌添加剂形貌协同作用中图分类号：TG174．45文献标识码：A文章编号：1005—4537(2012)03—0251—051前言0．5mm。基材前处理：化学除油(NaOH70g／L，Na2C0330g／L，Na3PO4·12H2O30g／L，Na2SiO3Zn是一种广泛用于钢铁保护的金属，据统计，镀15g／L，80~95℃)-÷热水洗_÷活化(20％盐酸)_+锌约占电镀总量的2／

3、3[传统的碱性氰化物镀锌工流动水洗_÷蒸馏水洗。艺具有镀液成分简单、结晶细致、镀层易于钝化和镀直流电流密度为2．5A／din，温度28℃，阳极层钝化膜不易变色等优点而备受青睐，但CN有剧与阴极面积比2：1，电镀锌液主要成分为：17g／L毒，因而逐步被限制。碱性无氰镀锌液成分简单，镀ZnO，150g／LNaOH，采用添加剂A(环氧氯丙烷液中不含配位剂，废水处理容易，是氰化镀锌以外最重要的镀锌方法[2]口因无氰镀锌液不加添加剂，只能和有机胺的缩聚反应再经季胺化的产物)和添加剂B(烟酸类的磺化盐)为添加剂。本文研究

4、的镀锌溶获得疏松、海绵壮的镀层，必须添加适当的添加剂，才能获得性能优良的镀层[3~7l。镀锌添加剂不但可液依次为S0，S1，s2，s3，其成分为：s0：17g／L以改变电极反应的过电位，使镀膜晶粒细化，改变晶znO+150g／LNaOH，基础镀液；s1：So+lmL／L添体取向，而且可以改善镀膜的内应力、延展性和整平加齐0B；S2：So+16mL／L添加齐0A；S3：So+lmL／L添加剂B+16mL／L添加剂A。性等性能。因此，对镀锌添加剂作用的了解有助于合成和优选有效的添加剂，提高镀锌质量。碱性锌酸盐用粗

5、糙度仪法测量镀液的整平能力，先将试片镀锌目前尚不能完全取代氰化镀锌的主要原因是镀用砂纸打磨，用粗糙度仪测量试片粗糙度(R0)。然层性能上的差异，其本质是镀层结构上的差异。添加后再进行电镀25min，镀后吹干，再用粗糙度仪测量剂可以改变镀层的结构，从而实现无氰镀锌的目标。试片粗糙度(R1)。镀液的整平能力可用下式计算：本文选用了一种组合添加剂并将其用于碱性无氰镀锌工艺中，采用极化曲线、SEM和XRD分析了)=×10。％(1)镀液的极化性能、镀层微观形貌和结构，提出了组合添加剂中两种添加剂在镀锌过程中的作用。式中

6、：为整平能力，R0为电镀前的粗糙度，R为电镀后的粗糙度。2实验方法采用Autolab电化学工作站测试镀液的极化曲基材选用Q235钢，尺寸为lO0mmx60inlI1x线。采用三电极体系，以直径为3mm玻碳电极为研究电极，1am~1cm的铂片为辅助电极，饱和甘汞电定稿日期：2011-04—11极(SCE)为参比电极，起始电位为一1．5V，终止电位基金项目：江西省教育厅2011年度重点科技项目(GJJl1023)为-1．9V，扫描速率为5mV／s，实验温度为30℃。资助用日本理学D／max2550V型测定试样的X

7、RD作者简介：杜楠，男，1956年生，教授，研究方向为材料物理与化学谱。用织构系数化来表示(hk1)晶面的择优取向变通讯作者：杜楠，E-mail：d—unan@sina．com化[8]．252中国腐蚀与防护学报32卷存在，却使(102)面完全钝化，可见它们的协同作用=。％在晶体生长方面作用明显。添加剂A和添加剂B同时存在，(002)、(102)和(004)晶面处于完全钝化状式中，I(hk1)为锌沉积层晶面的衍射强度，S_。；Io(~kz)态，而(110)面织构系数却高达99．83％，足以说明，为标准锌粉末晶面

8、的衍射强度，s_。。通过研究添加剂对锌镀层晶体生长行为的影响，可采用Scherrer公式[。】计算镀层的平均晶粒尺以找到改变锌镀层性能的方法，提高其防护性能。寸：根据XRD衍射峰宽化特征，可以利用式(2)计D=K．X／(／~cosO)算4种镀液所获得镀层的平均晶粒尺寸，结果见表式中，D为镀层平均晶粒尺寸；为Scherrer常数，l。S0和S1镀液所获得的镀层的平均晶粒尺寸相差取值为0．9；为x射线波