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NdFeB化学复合镀Ni-P-Al_2O_3的研究

作　者: 赵玲
导　师: 王林山
学　校: 东北大学
专　业: 应用化学
关键词: 钕铁硼磁体化学复合镀 Ni-P-Al2O3 硬度耐磨性耐腐蚀性
分类号: TQ153
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

第三代稀土合金NdFeB永磁材料由于具有优异的磁性能、良好的机械加工特性和相对低廉的价格,在许多领域得到广泛应用。但是NdFeB合金的化学稳定性差,在使用环境中容易发生氧化,而且在湿热条件下会发生严重的电化学腐蚀,大大影响了其应用范围。本文综述了NdFeB永磁材料腐蚀机理,通过研究基体防护处理,采用化学复合镀的方法,在NdFeB永磁体表面镀一层Ni-P-Al2O3合金,加强NdFeB永磁体硬度和耐磨性的同时提高其耐蚀性能。实验分为前处理、碱性镀、酸性镀、钝化四部分,着重对碱性镀和酸性镀两部分进行了深入研究,采用单因素和正交实验的方法优化工艺,利用电化学工作站测量极化曲线对Ni-P-Al2O3合金镀层进行抗蚀能力评价,用XRD和SEM确定镀层成份与微观形貌,另外还分析了镀层的硬度、耐磨性、结合力、孔隙率、沉积速率。通过分析表明,采用优化后的20 min碱性镀+30min酸性镀+10min钝化得到的Ni-P-Al2O3合金镀层防护体系,由于有Al2O3粒子的加入,具有很高的硬度和耐磨性,其显微硬度为Ni-P镀层的1.6倍,耐磨性为Ni-P镀层的4.3倍,在3.5%的NaCl溶液中>20h不生锈,孔隙率接近0,具有很好的抗蚀能力。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-17
  1.1 钕铁硼的概述  10-13
    1.1.1 钕铁硼永磁材料的应用领域和发展前景  10-11
    1.1.2 腐蚀机理  11-12
    1.1.3 提高钕铁硼材料耐蚀性能的方法  12-13
  1.2 化学镀镍简介  13-15
    1.2.1 化学镀镍的特点  13-14
    1.2.2 化学镀镍的分类  14
    1.2.3 化学复合镀Ni-P-Al_2O_3合金层  14-15
  1.3 NdFeB在化学镀中的一些特殊因素  15-17
第2章实验原理  17-25
  2.1 化学镀镍反应的热力学和动力学原理  17-18
    2.1.1 热力学原理  17-18
    2.1.2 动力学原理  18
  2.2 化学复合镀Ni-P-Al_2O_3和金沉积机理  18-20
  2.3 化学镀镍溶液的成分及作用  20-22
    2.3.1 主盐  20
    2.3.2 还原剂  20-21
    2.3.3 络合剂  21
    2.3.4 稳定剂  21-22
    2.3.5 缓冲剂  22
    2.3.6 表面活性剂  22
    2.3.7 Al_2O_3粒子大小与加入量  22
  2.4 化学镀镍溶液工艺条件的分析  22-23
    2.4.1 温度  22-23
    2.4.2 pH值  23
    2.4.3 镀液装载量  23
    2.4.4 搅拌速度的分析  23
  2.5 本文的研究目的和研究内容  23-25
    2.5.1 研究目的  23-24
    2.5.2 研究内容  24-25
第3章实验部分  25-37
  3.1 实验试剂及仪器  25-26
    3.1.1 实验试剂  25-26
    3.1.2 实验仪器  26
  3.2 工艺流程图  26-27
  3.3 前处理工艺  27-29
    3.3.1 试样的打磨  27
    3.3.2 化学除油  27-28
    3.3.3 化学除锈  28
    3.3.4 镀前活化  28-29
  3.4 钕铁硼耐酸碱实验  29
  3.5 化学镀镍溶液的配制  29
  3.6 碱性化学镀Ni-P-Al_2O_3合金  29-32
    3.6.1 碱性化学镀镍正交实验设计  29-31
    3.6.2 碱性化学镀镍的络合剂的优选  31-32
  3.7 酸性化学镀Ni-P-Al_2O_3合金  32-35
    3.7.1 酸性化学镀正交实验设计  32-34
    3.7.2 酸性化学镀复合络合剂的优选  34-35
  3.8 Ni-P-Al_2O_3镀层的铬酸钝化  35
  3.9 改变碱性预镀层厚度考察结合力  35
  3.10 Ni-P-Al_2O_3合金镀层性能测试  35-37
    3.10.1 结合力测试  35
    3.10.2 孔隙率测试  35-36
    3.10.3 耐蚀性的测试  36
    3.10.4 沉积速度的测试  36
    3.10.5 镀层硬度与耐磨性测试  36
    3.10.6 镀层的成分分析和微观形貌  36-37
第4章实验结果与讨论  37-54
  4.1 钕铁硼耐酸碱性实验  37-38
  4.2 化学除锈的工艺  38-39
    4.2.1 化学除锈溶液的确定  38
    4.2.2 除锈时间的确定  38-39
  4.3 碱性化学镀配方优选  39-43
    4.3.1 碱性化学镀正交实验  39-41
    4.3.2 碱性化学镀复合络合剂的优选  41-43
  4.4 酸性化学镀配方优选  43-48
    4.4.1 酸性化学镀正交实验  43-47
    4.4.2 酸性化学镀复合络合剂的优选  47-48
  4.5 镀层性能分析  48-54
    4.5.1 镀层元素的检测  48-49
    4.5.2 镀层硬度与耐磨性分析  49-50
    4.5.3 预镀层厚度与镀层性能的关系  50-52
    4.5.4 Ni-P-Al_2O_3化学镀层铬酸钝化性能探讨  52-54
第5章结论  54-55
参考文献  55-58
致谢  58

NdFeB化学复合镀Ni-P-Al_2O_3的研究

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