弱酸性锌镍合金共沉积过程及添加剂的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:realord111
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目前广泛应用的碱性锌镍合金电镀存在着不能在低碳钢上电镀,镀层光亮度不高,电流效率低,废液处理困难等缺点,本文试图开发一种弱酸性氯化物锌镍合金电镀工艺来来弥补碱性锌镍合金电镀工艺的缺点。弱酸性氯化物型锌镍合金电镀工艺具有电流效率高,镀层能达到镜面级光亮,低氢脆性,工艺简单等一系列优点,可以说弱酸性锌镍合金电镀体系是一种有发展前景的电镀锌镍体系。本文主要对弱酸性氯化物锌镍合金体系的工艺、添加剂及共沉积过程进行研究,通过正交试验,赫尔槽实验,电化学工作站,SEM,XRD,EDS等方法,确定了弱酸性锌镍合金共沉积的工艺及添加剂。通过电化学工作站等方法研究锌镍合金共沉积的成核过程及其动力学参数。  初步筛选出一组锌镍合金镀液的基础配方:氯化锌75g/L,氯化镍120g/L,硼酸30g/L,氯化钾130g/L,氯化铵90g/L。在赫尔槽实验中能得到了全光亮的赫尔槽试片。通过单因素实验,探讨了各因素的影响规律,再次优化电镀工艺条件。对于弱酸性氯化物锌镍合金电镀体系而言,锌镍离子摩尔比,温度,电流密度对锌镍合金涂层的镍含量影响较大,而pH值及主盐总浓度在一定范围内影响较小,为了保持锌镍合金镀层耐蚀性能最佳,须保持合金镀层中镍含量在13mass%左右,所以锌镍摩尔离子比应该控制在0.95-1.05之间,温度为32-38℃,电流密度在2.0-2.5A/dm2,pH值在5.0-5.5之间。  改善了分散剂,提高其浊点,使满足生产要求,复配出性能优越的组合添加剂T-908。添加剂T-908的加入能使极化增大,晶粒变细,晶粒尺寸一般在20-35nm的范围。保持添加剂浓度在4-6ml/L的范围内,此时耐蚀性能最佳。添加剂T-908能显著提高镀液的分散能力,无添加剂时分散能力T=43.38%;有添加剂时分散能力提高到T=62.43%。单侧深度达到2cm,硬度是纯锌镀层2倍以上,耐磨性能提高。电流效率在1-5A/d m2内高达93-99%。  锌镍在弱酸性镀液中的电沉积属于扩散控制下的异常共沉积,镀层在镍含量为约13m a s s%时主要由的γ相组成,在弱酸性电镀液中的成核位点数在106cm-2左右;外加电压对垂直于基体表面方向的晶体生长具有较大的影响。
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