本文關(guān)鍵詞：45號(hào)鋼基材表面鋅、鎳和鋅鎳合金層的電沉積制備及其耐腐蝕性研究

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【摘要】：在鋼鐵基材上電鍍防護(hù)型沉積層是防止鋼鐵腐蝕的一種重要措施。鋅作為較活潑且價(jià)格低廉的金屬,在傳統(tǒng)鋼鐵防腐保護(hù)的應(yīng)用中占很大的比例。金屬鎳具有硬度高、低氫脆性、高耐腐蝕性能等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種功能性與裝飾性電沉積行業(yè)中。鋅鎳合金作為鋅基合金的一種,具有高耐蝕性、低氫脆性等諸多優(yōu)點(diǎn),對(duì)鋼鐵基材同樣起到犧牲陽極的陰極保護(hù)。本文以45號(hào)鋼作為基材,采用直流電沉積方式制備鋅、鎳及鋅鎳合金沉積層,通過SEM(掃描電鏡)研究不同工藝條件對(duì)沉積層形貌的影響,通過XRD(X射線衍射儀)研究了不同工藝條件對(duì)沉積層晶體結(jié)構(gòu)的影響,通過Tafel極化曲線與交流阻抗譜研究了不同工藝條件對(duì)沉積層耐腐蝕性能的影響,通過EDS(X射線能譜儀)研究了不同工藝條件對(duì)鋅鎳合金沉積層中鋅鎳含量的影響,分別獲得鋅、鎳及鋅鎳合金沉積層的最佳工藝條件。采用酸性硫酸鹽鋅沉積體系,加入添加劑CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)與BDA(芐叉丙酮)獲得鋅沉積層。討論了添加劑、電流密度、鍍液pH、鍍液溫度對(duì)所得鋅沉積層形貌、晶體結(jié)構(gòu)、耐蝕性的影響。結(jié)果表明：添加劑的加入對(duì)鋅沉積層的形貌有明顯的影響,添加劑的加入改變了鋅晶體晶面的擇優(yōu)取向,且提高了鋅沉積層的耐腐蝕性能。陰極電流密度、鍍液溫度、鍍液pH均對(duì)鋅沉積層的形貌、晶體結(jié)構(gòu)、耐蝕性同樣也有影響。同時(shí)添加CTAB與BDA、鍍液溫度為30℃,陰極電流密度為20 mA/cm2,鍍液pH=4為電沉積鋅的最佳工藝條件。采用瓦特鎳鍍液系統(tǒng)獲得鎳沉積層。討論了陰極電流密度、鍍液溫度、鍍液pH對(duì)所得鎳沉積層形貌、晶體結(jié)構(gòu)、耐蝕性的影響。電流密度為50 mA/cm2、鍍液pH=4、鍍液溫度為50℃為直流電沉積鎳的最佳工藝條件。采用酸性氯化鹽電沉積體系獲得鋅鎳合金沉積層。討論了鋅鎳離子濃度比、陰極電流密度、鍍液溫度、鍍液pH對(duì)所得鋅鎳合金沉積層的形貌、晶體結(jié)構(gòu)、耐腐蝕性能的影響。在鋅鎳離子總濃度一定的情況下,隨著鋅鎳離子比值由0.8～1.6變化時(shí),沉積層中鎳的含量逐漸降低,電流密度在10 mA/cm2～40 mA/cm2范圍內(nèi)變化、鍍液pH在2.4～5.0范圍變化時(shí),沉積層中鎳含量變化并不大,溫度的在20℃～50℃變化時(shí),沉積層中鎳的質(zhì)量百分比值變化較大。鋅鎳離子濃度比為1.2、陰極電流密度為20 mA/cm2、鍍液pH=4.2、鍍液溫度30℃為電沉積鋅鎳合金的最佳工藝條件。
【關(guān)鍵詞】：電沉積 45號(hào)鋼 鋅 鎳 鋅鎳合金 耐腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：廣西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ153;TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 金屬腐蝕的分類9-10
• 1.2.1 按照金屬腐蝕基材狀態(tài)分類9
• 1.2.2 按照金屬腐蝕機(jī)理分類9-10
• 1.3 金屬腐蝕的防護(hù)措施10-11
• 1.4 鋅、鎳與鋅鎳合金電沉積的發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.4.1 電沉積的概念11-12
• 1.4.2 鋅電沉積的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.4.3 鎳電沉積的發(fā)展現(xiàn)狀13
• 1.4.4 合金的概述13-15
• 1.5 選題研究的意義及內(nèi)容15-17
• 第二章 45號(hào)鋼基材表面鋅層的電沉積制備及其耐腐蝕性研究17-38
• 2.1 引言17
• 2.2 實(shí)驗(yàn)17-21
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器17-18
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)過程18-19
• 2.2.3 測(cè)試與表征19-21
• 2.3 結(jié)果與討論21-36
• 2.3.1 添加劑對(duì)鋅沉積層耐腐蝕性能的影響21-24
• 2.3.2 電流密度對(duì)鍍鋅層耐腐蝕性能的影響24-28
• 2.3.3 溫度對(duì)鋅沉積層的影響28-32
• 2.3.4 pH對(duì)鍍鋅層耐腐蝕性的影響32-36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第三章 45號(hào)鋼基材表面鎳層的電沉積制備及其耐腐蝕性研究38-53
• 3.1 引言38
• 3.2 實(shí)驗(yàn)38-40
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器38
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)過程38-39
• 3.2.3 測(cè)試與表征39-40
• 3.3 結(jié)果與討論40-51
• 3.3.1 電流密度對(duì)鎳沉積層性能的影響40-44
• 3.3.2 溫度對(duì)鎳沉積層性能的影響44-47
• 3.3.3 pH值對(duì)鎳沉積層性能的影響47-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第四章 45號(hào)鋼基材表面鋅鎳合金層的電沉積制備及其耐腐蝕性研究53-75
• 4.1 引言53
• 4.2 實(shí)驗(yàn)53-55
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器53
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)過程53-54
• 4.2.3 測(cè)試與表征54-55
• 4.3 結(jié)果與討論55-73
• 4.3.1 鋅鎳離子濃度比對(duì)鋅鎳合金沉積層的影響55-60
• 4.3.2 電流密度對(duì)鋅鎳合金沉積層的影響60-65
• 4.3.3 溫度對(duì)鋅鎳合金沉積層的影響65-69
• 4.3.4 pH對(duì)鋅鎳合金沉積層的影響69-73
• 4.4 本章小結(jié)73-75
• 第五章 總結(jié)75-77
• 5.1 結(jié)論75-76
• 5.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-83
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83-84
• 致謝84-85

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