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环保型三价铬镀铬工艺及铬层性质初探

作　者: 曹建
导　师: 陶长元
学　校: 重庆大学
专　业: 冶金工程
关键词: 三价铬 电镀 原子力显微镜 Hull槽试验
分类号: TQ153
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
下　载: 503次
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内容摘要


六价铬电镀工艺存在严重的环境污染问题，利用三价铬镀铬取而代之已经迫在眉睫。然而目前的三价铬镀铬工艺存在着镀液稳定性差、成本较高等缺点，使其成为电镀研究领域中的热点和难点之一。 本文探索了新型廉价铬源的制备方法，并应用赫尔槽试验，对三价铬镀铬溶液的主要配方及成份进行研究。初步明确了配方中主盐和导电盐的配比、络合剂及润湿剂种类及用量、特殊添加剂种类及用量对镀层理化性质的影响。通过模拟生产试验，研究了三价铬工艺流程，探讨了电流密度、温度、pH值、电镀时间等工艺条件对三价铬成膜性能的影响规律，并确定了适合于工业化生产的工艺条件。 本文还从工业生产角度山发，对镀铬层理化特性提出了较为全面而实用的评价指标体系，并对三价铬镀铬层与标准六价铬镀铬层的各项性能指标进行了对比分析。实验结果表明，本文采用的三价铬镀铬方法能电镀出镀层光滑、均匀、致密、抗蚀性好、硬度高的镀层，而且解决了镀层颜色的问题，使三价铬镀层不仅具有现行六价铬镀层的天蓝色光泽，同时还具有电流效率高、均镀能力与深镀能力好、工作电流密度宽、设备简单、无环境污染等特点。 在对镀铬层理化性能研究方面，论文采用AFM首次观察到电镀工艺条件与镀层形貌、晶粒尺寸、晶粒生长规律之间的关系。并结合XRF、XRD等研究手段，对不同工艺条件下所得镀层的成份、结构、品粒特征规律进行研究，提出了三价铬镀铬的电镀机理，为深入研究三价铬镀铬工艺及工业化应用奠定了基础。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-9
1 前言  9-16
  1．1 研究三价铬镀铬的目的和意义  9-10
  1．2 三价铬镀铬研究现状  10-14
    1．2．1 三价铬镀铬的发展  10-13
    1．2．2 三价铬镀铬的工艺特点  13-14
  1．3 本文的研究内容  14-16
2 实验部分  16-27
  2．1 实验原理  16-18
    2．1．1 三价铬镀铬的电化学基础  16
    2．1．2 镀液的主要成分及其作用  16-18
  2．2 三价铬镀铬的工艺流程  18-22
    2．2．1 工艺流程图  18
    2．2．2 前处理  18-19
    2．2．3 镀铬底层—光亮镍  19-21
    2．2．4 铬源的制备  21-22
    2．2．5 镀铬液的配制  22
  2．3 三价铬电镀工艺条件优化  22-24
    2．3．1 赫尔槽试验  22-23
    2．3．2 等电流密度实验  23-24
  2．4 镀层性能测试  24-25
    2．4．1 镀层的外观检验  24
    2．4．2 镀层厚度检验  24
    2．4．3 镀层的耐蚀性检验  24
    2．4．4 镀层孔隙率检验  24-25
    2．4．5 镀层的硬度检测  25
    2．4．6 镀层附着力检测  25
  2．5 镀层的X射线衍射（XRD）分析  25
  2．6 镀层的X射线荧光光谱（XRF）分析  25-26
  2．7 原子力显微镜分析  26-27
3 结果与讨论  27-56
  3．1 铬源的制备  27-30
    3．1．1 铬酐还原的工艺条件研究  27-29
    3．1．2 铬酐还原机理  29-30
    3．1．3 小结  30
  3．2 电镀溶液组成对铬层性质的影响  30-35
    3．2．1 导电盐组成的确定  30-32
    3．2．2 稀土元素对镀层性能的影响  32
    3．2．3 镀铬液配方的优化  32-35
  3．3 电镀工艺条件对镀层性能的影响  35-44
    3．3．1 单因素素实验  35-41
    3．3．2 工艺优化正交实验  41-43
    3．3．3 工艺条件小结  43-44
  3．4 铬层物理化学性质表征  44-54
    3．4．1 铬层的元素组成分析  44-46
    3．4．2 铬层的晶粒尺寸分析  46-53
    3．4．3 铬层的晶体结构分析  53-54
  3．5 镀层性能测试  54-55
    3．5．1 外观  54
    3．5．2 孔隙率  54
    3．5．3 盐雾实验  54-55
    3．5．4 三价铬性能与六价铬性能对比  55
  3．6 镀层的性能评价标准  55-56
4 结论与展望  56-58
  4．1 结论  56-57
  4．2 展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-62

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 电化学工业 > 电镀工业
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