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金属防腐化学镀层孔隙率测定及其影响因素实验研究

作　者: 郭东萍
导　师: 胡永琪
学　校: 河北科技大学
专　业: 化学工艺
关键词: 金属防腐 化学镀 镀层 孔隙率测定 铁析法
分类号: TQ153
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


钢铁是现代生活和工作中用途最广泛的金属材料，但是钢铁也其自身的缺点，如果处理不当极易受到外界腐蚀。基于此种情况，如何有效的在其基体上加设保护层以减缓和防止其腐蚀就显得非常重要。加设保护层的方法主要包括电镀和化学镀两种，由于化学镀具有操作简单，成本低的特点，因此得到广泛的采用。化学镀层的基本原理是在基体上进行化学镀镍磷层，属于阴极保护镀层，在实际镀层过程中如果操作不当会在镀层上产生微小孔，表观上出现镀层孔隙率，由于小孔的存在，改变了镀层表面的电化学性质，加大了金属的腐蚀。镀层表面孔隙率大小直接影响金属的耐腐蚀效果，因传统的镀层孔隙率测定方法的局限性，难以准确测定镀层的孔隙率大小，因此本文提出了用铁析出量的大小来衡量金属的耐腐蚀程度。本论文首先研究了施镀过程中的施镀液对镀层孔隙率的影响，结果表明随着镀层周期的加大镀层会逐渐老化，镀层表面的孔隙率就会增大，从而也会加大对金属材料的腐蚀。其次与传统方法测定镀层孔隙率进行了比较和研究，提出了用铁析出量法来表征镀层的孔隙率，解决了传统方法不能准确测定镀层表面存在的微小孔的问题。最后本论文研究了在施镀过程中有关介质条件选择、镀层时间和速度、各种化学试剂选择以及有无搅拌、有无钝化、有无提拉等因素对镀层性质的影响，并优化选择了5％H2SO4的酸性条件下进行了电化学行为测试，并通过电镜测定其表面的孔隙率大小的方法。通过研究表明：只有在化学镀的过程中严格控制反应条件和操作条件，这样才能使金属得到最有效的保护。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 论文的研究背景及意义  8-9
  1.2 化学镀的分类  9
  1.3 化学镀的测定机理和特点  9-11
    1.3.1 化学镀的机理  9-10
    1.3.2 化学镀的特点  10-11
  1.4 化学镀层孔隙率测定方法研究现状  11-12
  1.5 本论文研究的内容  12-14
第2章 化学施镀条件选择及其对镀层性能的影响  14-30
  2.1 实验试剂  14-15
  2.2 主要实验仪器和设备  15-16
  2.3 化学镀层的指标要求  16-19
    2.3.1 基体材料  16
    2.3.2 化学镀层性能测试项目  16-19
  2.4 化学施镀过程化学试剂的确定  19-28
    2.4.1 镍盐组成和浓度对孔隙率的影响  20-21
    2.4.2 还原剂浓度对孔隙率的影响  21-22
    2.4.3 缓冲溶液对孔隙率的影响  22
    2.4.4 配位剂对孔隙率的影响  22-27
    2.4.5 稳定剂对孔隙率的影响  27-28
  2.5 本章小结  28-30
第3章 化学镀层孔隙率测定方法的研究  30-36
  3.1 铁析出量法溶液配置  30-31
  3.2 铁析出装置及实验测定方法  31
  3.3 分光光度法测定铁析出量  31-32
  3.4 Ni~(2+)离子影响的排除  32-34
    3.4.1 镍离子对铁离子吸光度干扰程度的测定  33
    3.4.2 镍离子实际干扰的测定  33-34
  3.5 铁析出量法与贴滤纸法的对比  34-35
  3.6 本章小结  35-36
第4章 化学镀层孔隙率影响因素试验研究  36-54
  4.1 金属基体性质对孔隙率的影响  36-37
    4.1.1 基体材料对孔隙率的影响  36
    4.1.2 金属表面粗糙度对孔隙率的影响  36-37
  4.2 预处理对孔隙率的影响  37-39
    4.2.1 除油对孔隙率的影响  37-38
    4.2.2 酸洗对孔隙率的影响  38-39
  4.3 化学施镀操作因素对孔隙率的影响  39-41
    4.3.1 启动热镀对孔隙率的影响  39
    4.3.2 间歇提拉对孔隙率的影响  39-40
    4.3.3 搅拌对孔隙率的影响  40-41
    4.3.4 超声波对孔隙率的影响  41
  4.4 表面活性剂对孔隙率的影响  41-46
    4.4.1 OP-10 浓度对孔隙率的影响  41-42
    4.4.2 十二烷基硫酸钠(SDS) 浓度对孔隙率的影响  42-43
    4.4.3 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB) 浓度对孔隙率的影响  43-45
    4.4.4 各种表面活性剂性能的比较  45-46
  4.5 钝化封孔工艺对镀层耐蚀性的影响  46-47
    4.5.1 钝化与否对镀层孔隙率的影响  46-47
  4.6 不同介质中基体和化学镀层的电化学特性比较  47-52
    4.6.1 5％H_2SO_4介质中不同施镀时间镀层电化学行为比较  50-51
    4.6.2 电化学方法与贴滤纸法孔隙率测试结果比较  51
    4.6.3 5％H_2SO_4介质中不同施镀时间镀层扫描电镜分析  51-52
  4.7 本章小结  52-54
结论  54-56
参考文献  56-60
攻读硕士学位期间所发表的论文  60-62
致谢  62-64
个人简历  64-65

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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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