1. 化学沉积中磷含量 Ni-WP 合金结晶及耐蚀性研究综述 1 第 1 章 引言 31.1 化学镀技术的研究与发展趋势 3 化学镀的基本原理 3 化学镀液的成分及作用 4 化学镀技术概述研究内容 6 我国化学镀技术的发展 8 化学镀技术的应用 9 化学镀的发展趋势 101.2 化学沉积层的结晶转变机理 111.3 企业设备腐蚀的现状及危害 111.4 本文的目的、意义及研究内容 12 研究内容目的和意义 12 研究内容 12 第二章 混晶 NI-WP 合金镀层的制备及实验方法 142.1 实验材料和仪器 142.2 化学镀液的成分及制备工艺 14 化学镀液的成分 14 化学成分 镀液的制备过程 142.3 实验方法 14 镀前处理 15 化学沉积工艺 152.4 沉积层检测及性能测试 15
2、熔敷层组织试验 15 熔敷层形貌观察及成分测试 16 熔敷层耐蚀性试验 17 热处理后熔敷层性能试验 17 第三章实验结果与分析 193.1 化学沉积Ni中磷含量-WP合金镀层显微分析 19 镀层X射线(XRD)衍射分析 19 热处理前后镀层表面形貌及成分分析 23 镀层结晶过程及晶粒尺寸 253.2 镀层耐蚀性分析热处理前后的镀层 26 第四章结论 28 参考文献 29 致谢 31 摘要 本文采用化学镀方法制备了混晶Ni-WP合金镀层。 通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对Ni-WP合金镀层的显微组织、成分和形貌特征进行了分析和研究。 使用Jade软件分析XRD衍射图。 粒度计算.pass
3、对Ni-WP合金镀层进行腐蚀试验,研究热处理前后镀层的耐腐蚀性能。 目的是从热处理后的Ni-WP合金沉积层结构、结晶度、Ni和Ni3P晶粒尺寸及耐蚀性能等方面进行比较分析,得出Ni-WP镀层宏观性能与显微组织之间的具体联系。 在此过程中探索Ni-WP合金熔敷层耐腐蚀性能的影响机制,为研究材料性能与组织的关系提供更详细的数据。 研究成果包括以下几个方面: 1、化学沉积含磷量(5.89%)的Ni-WP合金镀层具有混晶结构。 热处理后逐渐转变成稳定的晶体结构,形成含钨的Ni固溶体。 由晶体和Ni3P组成的混合结构。 2、混晶Ni-WP合金镀层结晶过程中,温度低于300℃时,只有单一的Ni(W)固溶体。
4、沉淀,其粒径小于12.5nm; 当温度达到400~500℃时,Ni3P开始析出,且Ni3P的晶粒尺寸比Ni的晶粒尺寸大。 当温度超过500℃时,析出物聚集、粗化,Ni的晶体晶粒尺寸依次大于Ni3P,但直至600℃,两相晶粒尺寸仍保持在纳米级。 3、耐蚀性混晶结构的镀层镀层最低。 当热处理温度低于300℃时,镀层的耐腐蚀性能得到提高。 当温度超过300℃~500℃时,涂层的耐腐蚀性能呈现下降趋势。 当热处理温度高于500℃时,镀层的耐腐蚀性能显着提高。 4、化学沉积中的磷含量 Ni-WP合金镀层的耐蚀性与镀层的显微组织、结晶程度、镀层的应力、析出相的晶粒尺寸及其相对尺寸等因素有关。 。 在400到500之间涂层的结晶过程中,N形成
5、小Ni3P的大尺寸特性是影响镀层耐蚀性的重要因素。 关键词:化学镀 Ni-WP 合金镀层 混晶 热处理 晶化 耐腐蚀性能 低钢上镀 Ni-WP 混合合金。 和激光 ns,X- 都到了微观
6.(晶粒尺寸)和相。 而翡翠则习惯粒度大小。 采用50%HNO3测试。 上面所做的就是为了
7. Ni-WP合金的f和Ni-WP合金层的Ni和Ni3P的晶粒尺寸。 本文的内容可以为我们的研究提供更多的数据
8.e 和 。分别为:As-Ni-WP with P 5.89has 和 。加热后,Ni-WP 合金变成 c
9. .1之后的Ni和Ni3P。 混合Ni-WP合金中,当低于300时,只有Ni(W)固体,晶粒尺寸小于12.5nm; 直到500,涂层中的Ni3P
10. 其晶粒尺寸比Ni的晶粒尺寸大; 当超过500时,Ni3P开始增大,反过来,Ni的晶粒尺寸大于Ni3P的晶粒尺寸。 直到600,Ni和Ni3P的晶粒尺寸为0.2。 As-Ni-WP合金的性能
11. th mix-是最糟糕的。 当合金的热度低于300℃、300℃和500℃时; 当超过 500 时,为 0.3。 层 、 、 、
12、Ni和Ni3P的晶粒尺寸对合金的晶粒尺寸影响很大。加热500℃时,Ni的晶粒尺寸大于Ni3P的晶粒尺寸。 这是一个为其。关键词:; Ni-WP合金; 米
13. x-; ; ; 第一章引言随着现代工业技术的快速发展,对材料的要求越来越高。 普通金属材料在面对特殊或恶劣的环境时就会暴露出其缺点。 因此,对金属材料采取防护措施尤为必要。 金属涂层保护技术的应用是一种较好的防腐方法。 过去,传统的方法是对碳钢表面进行热镀锌。 然而镀锌材料无论是在制造过程还是在使用过程中都会造成环境污染。 随着经济的发展和人们环保意识的提高,逐渐被市场淘汰。 化学镀镍基合金作为一种无污染排放的表面处理工艺,被誉为“绿色不良防护”技术,受到了业界的广泛关注和青睐。
14、化学镀( )是金属离子在溶液中适当的还原剂作用下,在金属表面的自催化作用下被还原的金属沉积过程。 也称为化学镀和自催化。 化学镀工艺的本质是化学氧化还原反应,是一种无需外部电源、有电子转移的化学沉积过程。 化学沉积具有以下显着特点: 1、沉积层厚度均匀,孔隙率低。 2、熔敷层外观良好,具有优良的耐腐蚀性、耐磨性。 3、涂层结合力(附着力)良好。 4、可沉积在非金属上,赋予某些金属和非金属表面钎焊的能力。 5、无需电解设备或配件,操作简单,易于掌握。 6、适用范围广。 1.1 化学镀技术的研究与发展趋势 1.1.1 化学镀的基本原理 化学镀镍采用强还原剂中的镍盐溶液
15、在次磷酸钠的作用下,镍离子被还原为金属镍,同时次磷酸盐分解释放出磷。 因此,在具有催化表面的镀件上获得Ni-P合金镀层。 关于其氧化还原机制目前仍有多种假说并存,但尚无定论。 主要有氢原子态理论、电子还原理论、正负氢离子理论、氢氧化镍生成理论和磷沉淀理论等。 2. 在众多假说中,人们更认同氢原子态理论。 用次磷酸盐还原镍离子的总反应可写为: +3H2O+NiSO4 +H2SO4+2H2+Ni (1-1) 同样的反应可写为以下离子式: 2 H2PO+ Ni++H2+2H+ Ni ( 1-2) 或以另一种形式写成: Ni+ H2PO+H2O Ni+ H2PO+2H (
16. 1-3)所有这些反应都发生在催化活性表面上,需要外部能量,即在较高的温度(60T95)下,除了金属镍之外,还形成分子氢。 另外,形成的氢离子使镀液酸性更强,同时还会生成亚磷酸根离子H2PO。 根据 G. (G.) 的理论,提出以下部分反应: H2PO++ H+2H 吸附 (1-4) Ni+2H 吸附 Ni+2H (1-5) 2H 吸附 H2 (1- 6) H2PO++H2 (1-7)H2PO+H 吸附 H2O+ OH+P (1-8)3H2PO H2PO+H2O+2OH+2P (1-9) 整个还原过程中除上述反应外,还有其他反应反应同时发生。速率取决于镀液成分、pH 值和
17、温度等因素。 由式(1-5)、(1-8)、(1-9)可知,除了镍之外,还形成磷,磷与镍共同构成镀层成分。 因此,次磷酸盐反应形成的化学镀镍层实际上是含有315磷的镍磷合金。 还可以看出,上述反应过程包括几个相互竞争的氧化还原反应,分别是: Ni+ H2PO +H2O Ni+ H2PO+2 H (1-10)H2PO+HH2O+ OH+P (1-11)H2PO+H2O H2PO+H2 (1-12)这些竞争反应表明,如果镀液温度不变,pH值较高,有利于式(1-10)的反应,即镍的还原率增加,磷的还原率会提高。 还原速度降低,所得镀层的磷含量降低; 反之,低pH值有助于公式(1-11)和(1-12)
18、随着两个反应的进行,镍的还原率降低,磷的还原率增加,析氢量增加。 1.1.2化学镀液的成分及作用。 电镀槽由多种成分组成。 每个组成部分都发挥着自己的作用,只有适当的组合才能取得良好的效果。 镀液主要由主盐和辅助盐组成。 :主要盐类是镍盐和次磷酸盐。 辅助盐包括络合剂、缓冲剂、稳定剂、促进剂等。 1、镍盐常用作化工原料,提供镍离子,包括硫酸镍和氯化镍。 电镀过程中,镍盐浓度过低,反应速度慢,难以满足电镀要求。 如果浓度过高,镀液中会游离出一些镍离子,降低镀液的稳定性,容易形成粗糙的镀层,甚至诱发镀液的分解。 因此,需要保持镀液中镍盐的适当含量,并在加工过程中准确分析并适当补充镍盐的含量。 2、化学镀镍磷的还原剂是一种自催化性
19、还原剂是化学反应过程中必不可少的成分。 还原剂主要有次磷酸钠、硼氢化钠、二甲胺硼烷、二乙胺硼烷等,最常用的还原剂是次磷酸钠,因为其价格低廉,镀液易于控制,合金镀层性能良好。 次磷酸钠易溶于水,水溶液pH值为6。它是将白磷溶解在NaOH中,加热而得的产品。 目前国内次磷酸钠制造水平很高,除满足国内需求外,还大量出口。 次磷酸钠用于还原镍离子,镍离子本身分解磷原子,以Ni3P化合物的形式存在于镀层中。 3、络合剂 添加络合剂络合镍离子,以控制沉积速度。 络合剂的添加不仅要考虑络合所有镍离子的能力,还要充分考虑镀液的沉积速率,保持络合剂各组分的适当比例。络合剂可以降低游离态的浓度溶液中的离子和
20、平衡电位,同时与镀件表面接触、吸附,增加镀件表面活性,加速次磷酸盐氢原子的释放。 使用络合络合剂可以有效提高镀液的稳定性和沉积速度,使镀层光亮致密。 使用的络合剂主要有乙醇酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸等。 4、缓冲剂如醋酸、乙酸钠、硼酸等。加入缓冲剂是为了防止沉积速率下降。由于沉积反应过程中镀液pH值的剧烈变化而不稳定。 缓冲液的阴离子可以与沉积反应时产生的氢离子结合,形成电离程度很小的弱酸分子,因此可以控制镀液pH值的剧烈变化。 5、稳定剂添加稳定剂的目的是为了在电镀过程中稳定镀液,以获得高质量的镀层。 稳定剂主要分为三类: 含硫化合物,如硫脲; Pb2+、Bi2+、Cd2+等重金属离子; 以及含氧酸盐例如钼酸盐。 6
21、促进剂为了提高化学镀的沉积速度,在化学镀镍溶液中添加一些化学物质。 它们具有提高电镀速度的作用,称为促进剂。 促进剂的作用机理一般认为是还原剂次磷酸根中的氧原子可以被外部酸根取代,形成配位化合物,或者是由于促进剂阴离子的催化作用所致。从而形成杂多酸。 在位阻作用下,HP键能减弱,有利于次磷酸根离子的脱氢,或增加次磷酸的活性。 实验表明,短链饱和脂肪酸的阴离子和至少一种无机阴离子可以取代氧,促进次磷酸盐脱氢,加快沉积速度。 例如,一些1-和2-羧酸阴离子、氟化物、硼酸盐等,化学镀镍中许多络合剂也起促进剂的作用。 7、表面活性剂与电镀镍相同。 在化学镀镍溶液中添加少量表面活性剂将有助于气体消散。
22、逃逸并减少涂层的孔隙率。 另外,由于所使用的表面活性剂还起到起泡剂的作用,当电镀过程中释放出大量气体时,镀液表面会形成一层白色泡沫,不仅可以保温,还可以减少电镀液的蒸发损失,并减少酸味,也使许多漂浮的污垢被困在泡沫中而易于清除,从而保持电镀件和电镀液的清洁。 8、光亮剂的主要作用是增强化学镍层的光亮度,提高装饰效果。 主要有丁炔二醇、丙炔醇等。有人在酸性化学镀液中使用苯基二磺酸钠等光亮剂进行镀镍,可以达到一定的效果。 据报道,蛋白质、萘磺酸、脂肪醇磺酸盐和糖精在醋酸盐缓冲镀液中具有增亮作用。 一些金属离子稳定剂也起到光亮剂的作用,例如铬离子、铊离子和铜离子。 添加少量的铜离子可以改变镀层结构,使其具有镜面光亮的外观。但目前很多厂家都在
23、化学镀要求明确表明表面必须进行无铬镀层 3. 1.1.3 化学镀技术研究概况化学镀的发展历史主要是化学镀镍的发展历史。 1946年,美国国家标准局的布伦纳和里德成功研制出工作镀液并进行科学研究,阐明了镀层的催化性能,并发现了沉积非粉末镍的方法3,使得化学镀镍的工业应用电镀技术已成为可能。 化学镀镍从开始研究到广泛应用,历经了30多年。 在20世纪60年代和1970年代,研究人员主要关注于改善镀液的性能而不是镀层的性能。 20世纪80年代,化学镀镍技术取得了重大突破。 一些长期存在的问题,例如电镀液的寿命和稳定性等问题得到初步解决。 基本实现了镀液的自动控制,使连续化大规模生产成为可能。 因此,化学镀镍的应用范围和规模进一步扩大。
24,。 由于市场和应用领域不同,化学镀镍在美国和欧洲的发展也有所不同。 美国化学镀镍最早起源于通用运输公司(化学镀镍溶液的商业名称)工艺的商业化。 该工艺生产出磷质量分数为810的镍磷合金镀层,适用于大罐容量作业。 最初用于核电站储罐和罐车衬里的生产,后来应用于航空航天、食品、化工、钢铁等行业。 高磷化学镀镍的应用在20世纪80年代有所增加,因为它具有更好的耐腐蚀性。 低磷化学镀镍等化学镀镍工艺也出现。 在欧洲,早期的化学镀直接针对工程应用的需要,特别是耐磨性的需要,因此德国主要使用镍硼合金而不是镍磷合金。 公司推出的含铊镍硼合金具有高耐磨性和耐腐蚀性,应用于航空航天、汽车、纺织等行业,用于替代硬铬。
25、镍磷合金电镀是目前发展最快、最成熟的表面处理方法之一。 根据文献4,磷含量小于4的镀层为晶态,磷含量在58~58之间的镀层为混合晶态,磷含量大于8的镀层为非晶态状态。 非晶涂层受热时,会由非晶态转变为晶态,其性能会发生较大变化。 对于要求耐腐蚀的涂层,期望非晶结构稳定,而对于要求高表面硬度和良好耐磨性的工件,期望由非晶向微晶转变。 Ni-P镀层是一种非晶态合金镀层,具有一系列优良性能: 1、硬度高、耐磨性好:化学镀镀层热处理后硬度达到HV 1100,工具模具一般寿命提高涂后3次以上。 2、耐腐蚀性强:化学镀层在酸、碱、盐、氨、海水等介质中具有良好的耐腐蚀性,其耐腐蚀性优于不锈钢。 3. 表面光滑有光泽
26、光亮:工件化学镀后,表面光洁度不受影响,无需进一步加工和抛光。 4、可镀复杂形状:工件形状不受限制、不变形,可化学镀深盲孔、复杂形状内腔。 5、镀材质范围广:模具钢、不锈钢、铜、铝、塑料、尼龙、玻璃、橡胶、木材等材质均可进行化学镀。 此外,化学镀Ni-P合金还具有设备简单、操作方便、镀覆材料广泛、节约能源等特点。 是一种投资少、易于推广应用的新型表面强化技术。 经过几十年的努力,Ni-P镀层制备已成为较为成熟的技术,解决了镀液再生、镀液工艺稳定性、镀层结构、镀层各项性能测试以及热处理对镀层的影响等问题。 问题的很多方面。 现已广泛应用于汽车、航空、计算机、电子、机械、化工、轻工、石油工业等领域。
27、随着科学技术的发展和工业的进步,对材料性能的要求越来越高。 化学镀Ni-P二元合金往往不能满足实际需要。 人们开始着眼于引入第三元素来进一步提高合金镀层的综合性能,并成功开发出各种镍基三元合金镀层。 Ni-Cu-P合金是一种非磁性涂层,即使经过热处理也能保持非磁性,因此可以用作硬盘的底层涂层。 使用柠檬酸钠作为络合剂,由碱性镀液可以得到镍-铜-磷三元合金。 镀层的成分随镀液的pH值和温度而变化。 本研究得到了含有镍7072、铜1315、磷15的镀层。铜含量较高的镍铜磷三元合金具有较小的电阻温度系数,因此该合金广泛用于制造微电子所需的电阻器镍钼磷三元合金具有优异的耐腐蚀性和高硬度,其应用领域比镍钼磷合金更广泛。
28. 更广泛。 在镍钼磷三元合金镀液中,当浓度增加时,镀层中钼含量增加,磷含量减少。 当含量为0.01mol/L时,可得到含19.4钼、1.8磷的晶态合金,硬度为HV600。 随着钼含量的增加,磷含量减少,镀层的耐腐蚀性能下降。 同时利用TEM和X射线衍射研究了化学镀镍钼磷合金的组织和硬度。 合金硬度与热处理温度有关。 当热处理温度超过500℃时,由于超细Ni3P金属间化合物晶粒均匀分散在镍-钼-磷固溶体中,镀层硬度大大提高。 然而,当热处理温度超过500℃时,由于晶粒粗大化,硬度显着降低。 Ni-WP合金镀层在高温高湿条件下具有良好的稳定性,是良好的电接触材料。 可用于制作薄膜电阻器,也可用于传热。
29.传感器探头。 与Ni-P合金镀层相比,Ni-WP合金具有结合力好、热稳定性高、耐腐蚀、耐磨等优点。 钨的引入大大提高了涂层的性能。 进一步扩大了化学镀镍合金的应用范围。 这种镀层是在化学镀镍磷合金溶液中添加钨酸盐,并在一定的工艺条件下获得的。 20世纪90年代,复合电镀技术为复合材料的制造和广泛应用提供了绝佳的机遇。 化学复合镀在复合材料制备过程中具有巨大的优势。 使用化学镀镍方法,可以制备一系列性能差异很大的复合镀层。 工程应用要求极高的耐磨性。 为此,化学镀镍复合镀层的开发应运而生。 复合化学镀镍是在化学镀镍液中添加不溶性颗粒,与镍磷合金共沉积,获得具有各种物理、化学性能镀层的工艺。
30、颗粒的比表面积非常大,镀液的装载体积比正常情况下大得多。 因此,复合化学镀首先要解决的问题是镀液的稳定性。 其次,应根据使用目的的具体要求选择颗粒的种类、大小和用量。 操作过程中,必须保证和控制颗粒与涂层之间的结合力。 沉积在涂层中的颗粒量。 复合化学镀镍的性能随所选颗粒类型的不同而变化。 金刚石和碳化钨的使用可以显着提高耐磨性。 泰伯磨损试验表明,金刚石复合涂层的磨损率为硬铬的1/4,碳化钨复合涂层的磨损率为硬铬的586左右。 以聚四氟乙烯(PTFE)为添加剂的化学复合电镀技术近年来引起了人们的关注。 PTFE是一种高分子有机材料,具有优良的化学稳定性和干润滑性能。 在王水、硫酸、氢氧化钠等溶液中具有优良的耐腐蚀性。 PT
31、FE颗粒在镀液中不易润湿,因此必须添加表面活性剂,然后用管道泵循环镀液,使PTFE均匀分散在镀液中。 镍磷化学镀硬度高,基体结合性能好。 采用镍磷化学复合镀层,可以获得综合性能良好的复合镀层。 研究表明Ni-P/PTFE化学复合涂层具有较低的表面摩擦系数和优异的耐磨性能。 特别适用于需要相对运动和密封、润滑、耐高温的零件。 含SiC的化学镀镍复合镀层硬度高、耐磨性好。 其显微硬度可达HV600,经350℃热处理后可达到HV600。 磨损试验中,其失重是镍磷合金的1/41/5。 热处理后,其重量损失更小。 但复合镀层孔隙率较高、结合强度较低、耐腐蚀性较差。 Ni-P/B4C复合化学
32、涂层具有硬度高、耐磨性好的特点。 当复合镀层中B4C含量为20时,经350℃热处理1小时后,镀层硬度可达20%。 涂层中B4C含量的增加提高了涂层的硬度和耐磨性,但导致与基体的结合力下降。 MoS2通常用作固体润滑剂,Ni-P/MoS2复合涂层可用于航空航天设备、磁头、液压传动装置、泵、真空设备、硅橡胶模具等。 研究人员将MoS2颗粒添加到传统的化学镀镍溶液中,并利用空气搅拌来获得复合涂层。 他们还研究了MoS2含量和搅拌对硬度、沉积速率等的影响,以及热处理对硬度和耐磨性的影响。 以柠檬酸钠为络合剂,在弱酸性化学镀镍液中添加PVA、PAM、PVC等多种聚合物,形成复合镀层。 这些复合涂层具有良好的抗冲击性和韧性8.变化
33、我国化学镀技术的发展20世纪80年代,欧美等工业发达国家化学镀技术的研究、开发和应用发展迅速。 平均每年有1520项表面处理技术转换为化学镀技术,使金属表面得到更大的发展,推动化学镀技术进入成熟期。 为了满足复杂的工艺要求、解决更前沿的技术问题,化学镀技术不断发展,推出了多种合金镀层的化学复合技术,即三元化学镀或多元化化学镀技术,并取得了一些成果。已实现。 例如,在Ni-P涂层中,掺入SiC或PTFE的复合涂层比单一Ni-P涂层具有更好的耐磨性和自润滑性能。 在Ni-P镀层中引入金属钨进一步提高了Ni-WP镀层的硬度,在耐磨性方面取得了良好的效果。在Ni-P镀层中引入铜使得Ni-Cu-P镀层具有更好的耐蚀性反抗
34. 性能。 Ni-Fe-P、Ni-Co-P、Ni-Mo-P 等涂层广泛应用于计算机硬盘、磁声记录系统以及传感器薄膜电子领域9。 化学镀技术由于其工艺本身的特点和优异的性能,具有广泛的用途。 我国在20世纪80年代才开始探索化学镀。 国家于1992年颁布了国家标准(GB/),称为自催化镍磷电镀。 我国化学镀技术已广泛应用于汽车工业、石油化工、机械电子、纺织、印刷、食品机械、航空航天、军工等各个行业。电子计算机和通信等领域的发展为化学镀提供了广阔的市场。 在2000年之后,一方面,由于该国对环境保护的重视,另一方面,中国的工业发展增加了对金属表面处理的要求,从而加速了电子电镀技术的发展。
35.随着该国的发展,还添加了 ,已添加到国家高科技目录中。 尽管电气电镀在中国相对较晚,但近年来它已经发展迅速。 一些性能技术指标与欧洲和美国电气电镀的技术指标完全可比。 此外,价格很低,适合中国企业的过程。 它的发展前景吸引了很多关注。 目前,中国的化学电镀研究位于北部,其促销和应用主要在广东。 在广东账户中应用电镀金的企业数量超过该国的三分之一。 其中一些是具有竞争技术和竞争性价格的大型企业。 1.1.5在金属材料表面上使用电镀技术应用电镀技术:非拨金属底物(例如铝或钢材材料)可以受到电镍镀镀技术的保护,并且可以避免使用难以加工的不锈钢改善其表面。 自然。 相对较软,耐耐磨的底物可以用电气镀镍的坚硬,耐磨损的表面。 在许多情况下,使用电子镍板而不是硬镀铬板有许多优势。
36.内部电镀,复杂形的电镀零件和需要镀以后加工的硬铬层。 电子镀镍用于某些底物,以使其易于燃烧或改善其表面特性。 1.电子镀镍是因为电镀镍镀层层具有均匀的物理和化学特性,例如均匀性,硬度,耐磨性和耐腐蚀性,因此该技术已被广泛在国外使用。 在各个行业中使用的电镍镀金的比例大致如下:航空航天行业:9; 汽车行业:5; 电子计算机行业:15; 食品行业:5; 机械行业:15; 核工业:2; 石化行业:10; 塑料行业:5; 电力传输:3; 印刷行业:3; 阀制造业:17; 其他:11。例如,在发电厂冷凝器的铜管内表面上镀镀化学镍可以极大地改善腐蚀性并延长冷凝器管的使用寿命。 在铝合金上镀镍可以改善铝合金的硬度和保护性能。铝合金表面特性
37.,扩大铝合金10、11、12的施用范围。2。2.电子镀镍合金1)镍磷二元合金涂层:硬度,良好的电导率,良好的耐焊性,耐腐蚀性,耐腐蚀性,用于铅框架,模具,扣子,纽扣, , ETC。; 2)高磷镍合金涂层,非磁性,广泛用于电子仪器的屏蔽层,半导体电子设备,以防止电磁干扰等等。3)镍 - 磷磷酸化合金,用于阀,涂层HV680,用于阀门,用于阀门,用于阀门,用于阀门,使用压电陶瓷电极,变速箱设备等。4)镍 - 孔 - 丁香三元合金,涂料硬度HV800,电子模具,接触材料等。5)45#钢齿轮表面用镍齿轮和镍磷和镍镀镍 - 钴合金金属,可以显着改善45#钢齿轮接触表面。 3.化学银板主要用于电子组件和印刷电路板的焊接接头,以提高产品的耐腐蚀性和电导率。
38,碎片等。铍青铜广泛用于通信行业。 为了进一步提高铍青铜的弹性电导率,可以用银板将铍青铜镀铜。 在非金属材料的表面上施加电镀板:可以使用一种或几种金属使用电镀镍镀板将非导电器铺板,这在装饰和功能中都很重要(例如电磁干扰屏蔽)。 在许多情况下,许多工程塑料被认为是金属的替代品。 其中一些具有良好的高温抗性。 所有这些塑料都比金属轻,更耐腐蚀,包括聚碳酸酯,聚乙醚乙醚,聚醚酰亚胺树脂等。在需要电导率或电气屏蔽的情况下,需要金属化塑料,并且可以使用电镀镍,以实现镀镍这个目的。 1.在尼龙表面上镀银,铜和镍:例如,尼龙表面上的电镍,银和铜板用于替代金属或装饰; 一种新的电镀层过程用于在特殊的尼龙碱基布上铺上纯银,使其具有良好的抗电磁辐射特性。 2. 塑料
39.工件表面上的装饰镀层,例如按钮,车辆上的紧固件,防护板等。使用电镀板很简单,可以满足市场需求。 3.聚丙烯纤维上的化学铜板可用于化学,药品,纺织品和其他行业的工业过滤和保护。 镀铜聚丙烯非织造复合材料会增加聚丙烯材料的电导率,并可以消除静电的危害,并可用于制造抗静态防护服。 包装材料,装饰材料等具有广泛的应用前景。 4.化学浸入铜板:使用高强度的塑料铜板代替金属铜,可以达到与铜相同的表面特性和效果。 它不如铸造和锻造流程困难,它减少了设备投资并节省了许多铜材料。 高强度塑料的金属镀层可以改善塑料的抗衰老特性,并消除塑料的静电粉尘收集效应13。 电镀的开发趋势。 作为功能性涂层,将来将在两个方向上开发电镀板。一方面,进一步完美并改进现有的基础,其中包括化学
40.解决问题,例如提高锡和金镀金的速度以及在电镀过程中控制恒定的电镀速度。 另一方面,与其他先进的辅助技术开发功能多样性并集成,包括印刷电路板的计算机辅助设计,激光,紫外线,红外,超声诱导的电气电气板,纳米颗粒掺杂和特殊性能LCR组件制造和其他高级技术。考虑到可持续发展的需求,处理电镀废物液体的处理,尤其是解决替换有毒毒素和络合剂的问题的解决方案,包括镍离子的回收,无甲醛的无甲醛电气电镀铜板,电气镀板,电气镀多个电气环境保护问题,例如在合金中取代重金属PB,也值得关注。 14. 1.2化学沉积层的结晶转化机制通常通常,基于Ni-P的多组分合金层通过化学沉积获得的合金层具有无定形结构,所谓的“无定形状态”是相对于结晶状态的,并且是另一种类型物质。
41.结构状态。 它具有两个主要特征:远距离障碍和稳定性。 混合晶体状态在无定形状态和结晶状态之间。在室温下,亚稳态的无定形状态与平衡晶体之间存在很大的自由差。 当外部条件发生变化(例如热处理)时,无定形状态将转变为具有较低能量的亚稳态。 状态(仍然无定形)或稳态(晶体)转化,前者称为结构弛豫。 在此过程中,仅结构的松弛会在显微镜上发生,并且伴随着合金层的许多特性的变化。 当热处理温度较高时,由于温度的升高,原子的扩散能力会增强,并且原子克服了亚稳态状态和稳定状态之间的潜在障碍,从随机布置到沿每个晶格在三维空间中。 在直线方向上,原子定期重复,显示了晶体结构的周期性,即合金层从无定形混合结晶状态到结晶状态的合金层的结晶或结晶转化。 15. 1.3企业设备腐蚀
42.当前情况和危害金属腐蚀是指在环境介质的作用下逐渐发生的物理和化学损害,而磨损是摩擦期间发生的物质损失现象。 它存在于摩擦之类的地方,并且具有相同的基础。 性与广度。 在国民经济的所有部门和人们的日常生活中,腐蚀和磨损都是常见的,它们造成的损失和伤害令人震惊。 根据统计数据,仅美国的腐蚀损失在1985年就达到了700亿美元,占国民经济总产出的4.2%。 在我的国家,每年因金属腐蚀而废弃的材料和设备相当于一年的金属生产的约1/3。 腐蚀和磨损单独的工业国家每年为其国民生产总额的24.16%。 以石化企业为例,对设备的大部分损坏都是由腐蚀损害造成的。金属材料的分裂,磨损和腐蚀是对金属产品,设备和组件损坏的最重要形式。 还会发生其他类型的损害。
43.它通常是根据腐蚀开发的。 根据统计,约有70%的早产失败以及各种机械和电气产品的损坏是由腐蚀和磨损引起的。 大多数机械设备零件,各种组件和管道的腐蚀破坏通常起源于金属表面的腐蚀。 在石化工业中,由于原油含有杂质,例如水,硫化物,无机盐,萘酸和氮化合物,因此必须在石油炼油过程中添加各种物质。 同时,由于精炼过程的需求,设备通常在高温下运行,高压条件会导致设备腐蚀和损坏。 由于其连续生产以及其加工媒介的易燃性和爆炸性特征,石化行业的腐蚀损失不仅限于直接损失,例如维修和损坏设备的更新,而且其间接损失也很大。 间接损失主要包括:突然关闭损失,材料损失,产品损失,安全危害,超额设计等。17,18,19。另一个例子是印刷行业
44.许多组件不仅经常使用,而且在酸性介质中使用。 腐蚀和磨损通常会导致过早的组件故障。 因此,机械产品的表面保护和表面加强技术的研究和开发对于提高零件的使用寿命和可靠性,提高机械产品的性能以及节省材料和资源至关重要。 表面技术正在迅速发展,并且有许多品种。 但是通常可以将其分为两类:干方法和湿法。 前者主要包括热喷涂,热浸板,激光束,离子束等。后者主要包括电镀和电镀板20。 1.4本条的目的,意义和研究内容1.4.1研究的目的和意义在科学,技术和现代行业的发展中,材料的要求越来越高。 通常,Ni-P二元合金涂料无法再满足不断增长的需求。 因此,研究人员开始尝试根据二进制合金引入第三个组件,例如W,Fe,Cu,Mo等。
45.它表明, Ni-WP合金涂层具有出色的热稳定性,耐腐蚀性和耐磨性,并且其全面的性能明显优于Ni-P合金涂层。 随着P含量和W含量的差异,涂料的性质将存在差异。 此外,热处理还将在很大程度上影响涂层的结构,表面形态,硬度,耐腐蚀性等。 根据文献报告以及国内和国外的调查结果,众所周知,尽管有多种类型的电气Ni-WP合金镀金过程,但高度耐腐蚀的耐腐蚀的Ni-WP合金镀金工艺适合更严格的环境并且该领域尚不可用。 需要解决许多燃烧的问题。 例如:长寿命电气镍镀层溶液(最好是无尽的和回收的电镀溶液配方和过程),耐腐蚀性机制等。21。因此,一种电气Ni-WP合金镀膜工艺具有高耐腐蚀性(尤其是高粘度耐腐蚀性)开发)以扩展镀层溶液的使用。
46.寿命和探索耐腐蚀机制具有显着的经济利益和理论价值。 本文在化学电镀Ni-P的后果,电镀性能以及液体寿命和机制方面收集了许多信息。 在此基础上,制备了磷含量的Ni-WP合金板。 使用X射线衍射仪,扫描电子显微镜和能量光谱仪来分析化学板Ni-WP合金电镀的结构,表面外观和成分,并探索涂层的耐腐蚀性。 为随后的研究和生产提供了基础。 1.4.2研究内容1化学合金沉积的组成1)化学沉积原理2)化学沉积的主要成分和功能3)Ni-WP合金沉积公式的筛选和配方2化学沉积技术的制定方法2)沉积过程温度的配方3.沉积过程中pH值的控制3板沉积层结构,组成分析和组织观察
47,1)Ni-WP合金沉积层的结构分析和分析方法2)Ni-WP合金沉积层的组成测量和测量方法3)Ni-WP合金沉积层的有机观察和厚度测量磷含量的效果沉积层结晶和晶粒尺寸的影响1)建立热处理温度与中等P含量沉积层结晶之间的关系2)建立热处理温度与Ni和Ni3p晶粒的中等P含量沉积之间的关系5 5 5 5在P. 1)中Ni-WP含量的Ni-WP合金沉积层的复合腐蚀耐药性上的热处理。 HNO3中HNO3中培养基P含量过程的不同处理温度,根据上述研究结果的结果,表面组织的变化是根据Ni-WP合金沉积层之间关系的变化,结晶的程度,结晶程度和热处理的Ni3p晶粒尺寸
48.含量Ni-WP合金沉积层腐蚀性机制。 ::天平,烧,,,搅拌器,,玻璃棒,玻璃棒,玻璃棒,,,,,,,,,,,,,,,,,玻璃棒玻璃棒,,,量筒量筒量筒量筒搅拌器量筒量筒量筒量筒量筒分析工具:使用荷兰扫描电子显微镜和能量光谱仪对沉积层进行外观观察和组成分析; /max-rb X射线衍射计量; 热处理设备:盒子电阻炉,坩埚,木炭粉等。2.2化学镀层溶液的组成和配制工艺的化学镀层液体组成的不同电镀液的液体组成将对化学沉积Ni-WP的组织和性能产生一定的影响合金涂层。本文研究中磷含量
49.混合晶体Ni-WP合金镀层层用于制备涂层的涂层。 表2-1化学镀材混合晶体Ni-WP合金镀层成分(G/L)硫酸盐硫酸钠钠钠钠酸钠柠檬酸酸钠柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸盐柠檬酸氨基氨基化学镀硫酸钠化学镀层的化学镀液1. ,放入装有100毫升蒸馏水的杯子中,以溶解并搅拌; 2.称为20克高血压的20克,将其放入带有100毫升蒸馏水的杯子中以溶解和搅拌; 将其放入用100毫升蒸馏水的杯子中,溶解并充分搅拌; 4.根据表2-1中的匹配比将柠檬酸钠,柠檬酸和氯化铵放在含有100毫升蒸馏水的牛肉中。 混合和溶解并充分搅拌; 5.慢慢将1倒入4并混合混合; 6.慢慢将2倒入5中的5
50.中间-MID -搅拌; 7.用pH测试条6检查它,然后使用1:4氨水pH7; 当倒入氨水中时,它需要提高搅拌速度并连续检测到pH值,直到pH值等于7。 8.慢慢倒入7,保持均匀搅拌,然后将pH值调整为大于9.5; 9.添加蒸馏水以使溶液达到法规。 2.3实验方法的第一个数字,将样品分组,然后在电镀之前进行处理,包括化学抛光,腌制,碱性洗涤,清洁水,蒸馏水等。最后2H。 镀层层完成后,将其放入电阻炉中,并分别以200、300、400、500、600和700进行温暖处理。 时间为1H,然后取出冷的时间。在400、500、600和700的条件下,以防止涂层被氧化,样品将为
51.将其放在板球中,并用木炭粉覆盖。 热处理前后,进行结构分析,组成分析,厚度测试,外观观察和耐腐蚀性测试。 通过一系列测试和性能测试,分析了涂层宏观性能的本质。 化学沉积的过程过程是:粉底的基础是光滑的(锈)洗水(去除油,去除污垢)水洗涤化学抛光(过氧化氢+草酸)蒸馏水和化学洗涤和干燥性能测试。 预盘过程1.编号样本; 2.抹灰样品; 3.混合去除锈:与水的体积比为1:1,将样品放入其中,然后取下网; 把它拿出来; 稍后将其取出,用水冲洗; 4.去除油:由一定比例的氢氧化钠,碳酸钠,乳化剂等制备,将样品放入其中,然后取下净; 去除后,用水冲洗; 5.弹性:与水盐酸混合,体积比为1:1,将样品放入其中,样品变暗;
52.去除后用水冲洗; 6.化学抛光:它是由一定比例的草酸,过氧化氢等制备的,并将样品放入其中直至样品明亮。 清洁:12分钟。 化学沉积过程中化学沉积的主要步骤如下:1。将准备好的电镀液分为两个相等的部分,并将其加热到90个恒温的衬衫数量中; 2.超声清洁后,将样品迅速放入电镀溶液中。 在中间开始存款。 1H后,镀层流体的组成变化。 此时,需要镀板来调整电镀; 3.将1小时后的存款样品放入另一个杯子中,制定镀层溶液要求,继续存入1小时,然后跟随沉积1小时。 将其从杯子中取出,用水冲洗并干燥。在整个沉积过程中保留90的镀层温度,用氨水控制电镀液的pH值为9.5.2.4沉积层的结构测试检测和性能测试沉积层。
53.在不同温度下进行热处理后的样品和样品进行对象相识别。 X-沉积层需要X射线衍射分析。 本文使用日本科学D/Max-RB X射线衍射仪。 实验条件:使用CU目标,Fe滤波,管电压35kV,光电流30mA,扫描速度6/min,步长0.02,扫描范围1090。X射线衍射分析(X射线,称为XRD),是X射线在晶体中的衍射现象,分析材料的晶体结构,晶格参数,晶体缺陷(位等),不同结构相和内部应力方法的含量。具有一定波长的X射线时在晶体材料上被照亮,X射线由于在晶体结晶中排列的原子或离子而散射。 与结构相对应的独特衍射现象
54 ..在1912年,Lau Phee等人。 基于理论预见,它证实X射线可能在遇到X射线和晶体时发生,证明X -rays具有电磁波的特性,并成为X -Ray衍射中的第一个里程碑。 当单色X射线入射到晶体中时,由于晶体由原子规则排列的晶体细胞组成,因此这些规则排列的原子之间的距离与入射x -ray波长的数量相同。 干扰在某些特殊方向上产生强大的X射线衍射。 衍射射线在空间分布中的位置和强度与晶体结构密切相关。 这是X射线衍射的基本原理。 衍射射线的空间方向与晶体结构之间的关系可以用布拉格方程表示:2DSIN = N类型:x -ray的波长; 衍射角; d是晶体表面的间距。 n是一个整数,称为反射次数。波长可以通过已知的x射线衍射角来确定,然后找到面的间距,即打结
55.安排内部原子或离子的规则。 相比之下,衍射X射线的强度和与已知表的表面距离,可以确定样品晶体的材料结构。 这是一个定性分析。 从衍射X射线强度的比较中,可以进行定量分析。 X射线衍射方法具有非损害样本,无污染,快速,高测量精度的优点,以及可以获得有关晶体完整性的大量信息的大量信息。 由于晶体的普遍性以及晶体的特殊性能及其在计算机,航空航天,能源,生物工程等工业领域的广泛应用。人们对晶体的研究变得越来越深,从而使X -Ray衍射分析成为研究晶体最方便,最方便。 重要手段。观察和组件测试扫描电子显微镜(,SEM)是多种物理信号,灵感来自于在样品表面上使用详细的聚焦电子束
56.调用成像。 最常观察样品表面外观(断裂等)的最常用。 工作原理如下:如图2-1所示,上部电子枪发出的电子光束穿过了由两到三个电磁镜头组成的电子光学系统。 电子束将聚集成薄的电子束,以专注于样品表面。 最后一个镜头上安装了扫描线圈,并在其作用下将电子束扫描在样品表面。 由于高能电子束和样品物质之间的相互作用,因此产生了各种信息:二级电子,背部散射电子,吸收电子,特征X -rays,俄罗斯电子和传输电子。 这些信号被相应的接收器接受,并在放大后将其发送到成像管的网格以修改成像管的亮度。 由于扫描线圈上的电流对应于与图像管相对应的亮度,当电子束稍微碰到样品时,出现外观管的荧光屏幕上出现了一个亮点。这是如何扫描电子显微镜的方法
57.成像的方法是改变样品表面的不同特征,以转换为视频信号以完成图像框架,以便我们在荧光屏幕上样品表面上观察到各种特征图像。 当前的扫描电子显微镜不仅是对外观的分析,还可以与其他分析仪器结合使用,以满足三个中三中三中的分析的需求,对组织,晶体结构和微循环的化学组成。 本文使用荷兰扫描电子显微镜和能量光谱仪对沉积物进行外观观察和组成分析。 图2-1扫描电子显微镜原理图沉淀层耐药性测试1.与水的体积比与水混合,然后将样品的一半浸入,另一半则暴露于空气中。 2.从样品进入时开始,并记录硝酸部分中部分变色所需的时间,并在暴露于空气中的部分。 通过绘制腐蚀曲线的结构并结合涂层,
58.表面外观和晶粒尺寸的变化分析了沉积层腐蚀性抗性的趋势和机制。 在完成热处理后沉积层的性能测试后,将每个样品在电阻炉中进行等效处理,即放置样品之前,将电阻炉升起一段时间温度稳定后。 热处理温度为200、300、400、500、600、700,时间为1H,然后取出空气。 板层的D/Max-Rb X射线衍射分析分析; 然后,使用浓缩硝酸在样品上进行快速腐蚀测试。以获得板条的结果,并使用JADE软件,分析测量数据,使不同的关系曲线与所获得的结果进行结果。化学沉积中磷的磷含量Ni-WP合金将组织与热处理后的组织与性能之间的关系和性能进行
59.其耐腐蚀性的影响机制。 第三章的实验结果和分析Ni-WP合金,影响涂层和性能的组织和性能的因素更为复杂,但是宏观因素的影响(例如电镀液体组,化学镀金过程条件等等。)目前有很多报告,我不会在这里重复。 本文着重分析涂层的微观结构,包括晶粒尺寸,结构成分,组织外观等,以探索镀层的宏观性能与微型结构之间的关系。 以下是磷的磷含量在文化和学术沉积实验结果的文化沉积中以及WP合金结晶和耐腐蚀性的分析。 3.1化学沉积中的磷含量Ni-WP合金镀层的微分析3.1.1 X射线(XRD)对电镀层的衍射分析,以确定层由层进行沉积物X-Ray衍射分析。 本文使用日本科学D/
60. Max-Rb X射线衍射仪,在不同条件下电镀层的X射线衍射图如图3-13-6所示。 图3-1可以从图3-1中看到电镀层的XRD图。 电镀时镀板时,只有一个衍射峰出现在约2 = 45°。 没有其他衍射峰出现,峰值类型狭窄,镍尼克,镍尼克,镍尼克,镍镍,镍镍,镍镍,镍镍,镍镍,镍镍,镍镍,镍镍,镍,镍镍,镍,镍镍镍,镍镍,镍,镍,镍,镍,峰高且强壮,而“蒸的bun峰” 22具有广泛的无定形结构特征。 它表明合金涂层中有一些小的NI晶体。 目前,镀层层是无定形和晶体的杂种结构。 Ni(111)晶体表面显然产生了与Ni(111)衍射峰的衍射峰位置。 图3-2用200热处理处理200后热处理后的电镀层的XRD图,镀层层的衍射峰变得清晰,衍射强度增强,并且有两个小的衍射峰。 200(200
61,),(220)晶体表面的衍射峰。 The two of P and W did not , that they are solid - in the grid of the . 3-3 300 After the layer XRD 300 , the layer still a sharp peak, the , the NI to be , no other exist, and the layer to . The in the Ni-WP alloy is . There are some high- areas of in the layer. atom in this area tends to be , with to . The the atoms to and , and at the same time, those -rich have grown 23. to the , the atoms of in the layer from the to the , but the was in some areas, but the was less. 3-4 400 post- layer XR
62. After the D is with 400 heat , the width of the peak has , and the is . The -rich micro - to grow until a size is to form micro . They are by (111), (200), and (220) . In to the Ni phase, there are other of the that have been made in large . After , it is as the NI3P phase. is to a , at this , the solid is by the of the solid solid . At this time, the of of the was by 24. When the heat 500, the map is shown in 3-5. with 400, the , and the of the layer has been . The do not grow as the as the , but it is . This is due to the third . The of W can the grain, which can cause the of atoms by , which the , and of the phase. It can be seen that W to NI-P can the and the of the 25. 3-5 500 heat