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镁合金高耐蚀性组合镀层的制备与机理研究

作　者: 姜燚
导　师: 曲彦平
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料学
关键词: 直接化学镀镍硫酸镍电镀锌镍合金钝化处理
分类号: TQ153.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

为满足苛刻环境下耐蚀性要求,本文开发一种镁及镁合金上高耐蚀性组合镀层及其制备工艺,以AZ91D镁合金为实验材料,研究了NiSO₄为主盐,直接化学镀镍的工艺条件及影响因素,并在化学镀层基础上电镀锌镍合金,以及黑色钝化处理,利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、显微硬度仪（MHT）等技术测试了镀层的性能。研究结果表明:1.通过对镁合金化学镀镍前处理的研究,得到合适的前处理工艺,省去了传统镁合金化学镀镍前处理中的浸锌工艺,得到的均匀、结合力良好的镀层。分析镁合金化学镀液的主盐、还原剂浓度、pH值、络合剂对镀速的影响。开发了Na₂CO₃为缓冲剂,避免了以氟化物作为缓冲剂的污染,得到一种新型环保的直接化学镀镍工艺。2.电镀锌镍合金层的耐腐蚀性主要取决于镀层中镍的含量,通过系统地研究了电镀锌镍过程中,主盐（NiSO₄、ZnO）、温度、电流密度对镀层含镍量的影响,得出当镀液中锌和镍离子含量比[znO]/[NiSO₄]升高,镀层中镍的含量降低,并根据其他条件具体最终优化了的锌镍合金电镀工艺,得到镀层耐腐蚀比单一化学镀层更好。3.选用硫酸铜和硝酸盐为钝化剂,调节铬酐的含量,对电镀层黑化处理,得到的黑色钝化膜结合力好,色泽均匀,在5%NaCl的中性盐雾腐蚀实验,化学镀层的在连续喷雾32h后开始出现腐蚀现在,而电镀层在96h后出现斑点,黑色钝化层在800h内,无任何腐蚀现象,耐蚀性单一镀层相比有非常明显提高。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-27
  1.1 镁合金的简介  10-13
    1.1.1 镁的特点  10
    1.1.2 镁合金的特点及分类  10-12
    1.1.3 镁合金的应用  12-13
  1.2 镁合金的腐蚀及防护  13-16
    1.2.1 镁合金的腐蚀  13-14
    1.2.2 镁合金防腐方法  14-16
  1.3 镁合金化学镀镍  16-21
    1.3.1 化学镀镍的特点及应用  16-18
    1.3.2 镁合金化学镀镍  18-21
  1.4 镁合金电镀及钝化处理  21-24
    1.4.1 电镀锌镍合金  21-23
    1.4.2 钝化处理  23-24
  1.5 本课题的目的、意义和开展研究工作的设想  24-27
    1.5.1 课题的确定  24-25
    1.5.2 课题的研究目标  25-27
第二章实验及研究方法  27-34
  2.1 实验材料、仪器及工艺流程  27-28
    2.1.1 实验材料  27
    2.1.2 实验仪器装置  27-28
    2.1.3 实验工艺流程  28
  2.2 镁合金化学镀的前处理工艺  28-30
    2.2.1 预磨试样  28
    2.2.2 碱洗  28-29
    2.2.3 酸洗  29
    2.2.4 活化  29-30
  2.3 镁合金化学镀镍  30
  2.4 电镀锌镍合金  30-31
  2.5 黑色钝化  31
  2.6 试验检测方法  31-34
    2.6.1 镀速的测定  31-32
    2.6.2 镀层孔隙率的测定  32
    2.6.3 硬度及结合力的测定  32
    2.6.4 表面形貌及成分分析  32
    2.6.5 镀层耐腐蚀性检测  32-34
第三章实验结果分析与讨论  34-52
  3.1 镁合金化学镀镍前处理工艺的优  34-36
    3.1.1 酸洗工艺的优化  34-35
    3.1.2 活化工艺的优化  35-36
  3.2 镁合金化学镀镍的工艺优化  36-42
    3.2.1 主盐、还原剂浓度的影响  36-38
    3.2.2 pH值、温度的影响  38-40
    3.2.3 络合剂、缓冲剂的影响  40-42
  3.3 镁合金电镀锌镍合金工艺优化  42-44
    3.3.1 主盐NiSO_4、ZnO的影响  42
    3.3.2 温度的影响  42-43
    3.3.3 电流密度的影响  43-44
  3.4 黑色钝化的工艺优化  44-46
    3.4.1 铬酐对黑色钝化层的影响  44-45
    3.4.2 钝化剂的选用  45
    3.4.3 时间和pH的影响  45-46
  3.5 镀层性能的分析  46-52
    3.5.1 镀层的表面形貌及成分  46-47
    3.5.2 镀层的硬度及结合力  47
    3.5.3 镀层的耐腐蚀性及机理研究  47-52
第四章结论  52-53
参考文献  53-56
在学研究成果  56-57
致谢  57

镁合金高耐蚀性组合镀层的制备与机理研究

内容摘要

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