Zn-Ni合金镀层是一种优良的新型防护性镀层,由于传统镀锌等防护工艺已不能满足社会需求,因此,Zn-Ni合金镀层作为高性能防护镀层中的一种,具有广泛的应用前景。添加剂对于获得晶粒细小、光亮的镀层至关重要,但国内关于电沉积添加剂的合成工艺及配方处于保密状态,自主合成Zn-Ni合金添加剂非常困难,因此合成性能优良的添加剂对电沉积锌镍合金意义重大。本课题通过自主合成添加剂获得了性能稳定的碱性Zn-Ni合金电沉积工艺配方,电沉积出了具有超细晶粒、耐蚀性好、光亮的Zn-Ni合金镀层。并分析了镀液中镍离子浓度、电流密度、络合剂和添加剂对镀层镍含量、微观形貌、塔菲尔曲线和交流阻抗谱图的影响。同时,对添加剂ZN5的作用机理进行了探讨。主要取得以下成果：含氮杂环类与环氧氯丙烷缩聚所得的添加剂效果普遍比有机胺类与环氧氯丙烷缩聚所得到的添加剂效果好。添加剂ZN5效果最好,能够获得超细晶碱性Zn-Ni合金镀层,最佳工艺配方为ZnO12g/L, NaOH100g/L, NiSO4·6H2O8g/L,三乙醇胺(TEA)20g/L,四乙烯五胺(TEPA)25g/L,添加剂ZN52g/L,十二烷基苯磺酸钠0.1g/L,电流密度2-4A/dm2,室温,磁力搅拌。该工艺中镀层镍含量主要受镀液中镍离子浓度、络合剂浓度的影响。随着镀液中镍离子浓度增加,镀层中镍含量呈上升趋势。络合剂浓度由15g/L变至25g/L时,镀层中镍含量呈下降趋势且幅度较大,当络合剂浓度大于25g/L时,镀层镍含量基本保持不变。镀液中镍离子浓度、电流密度、络合剂和添加剂均对镀层微观形貌有一定的影响。当镀液中NiSO4·6H2O浓度为8g/L左右时,镀层形貌最好,晶粒细小、致密,光亮度高。当电流密度较低时,镀层晶粒疏松、粗大,镀层灰暗,易剥落。当电流密度较高时,镀层不平整,晶粒粗大,并出现了裂纹。络合剂浓度的增加镀层晶粒变小,镀层光亮致密,平整性好。但络合剂浓度过量时,镀液稳定性差、分散能力变差,析氢严重,效率低。添加剂(2g/L)的加入,能够明显的改善镀层的晶粒大小,平整性和致密性。镀层的耐腐蚀性主要受镀液中镍离子浓度、电流密度、络合剂和添加剂的影响。镀液中NiSO4·6H2O的浓度较低时,镀层自腐蚀电位较低,容抗弧较小,耐腐蚀性较弱,浓度较高时,镀层自腐蚀电位较高,容抗弧较大。电流密度的增加,镀层的自腐蚀电位总体呈负移趋势,镀层耐腐蚀性能不断下降。电流密度过低或者过高,镀层的容抗弧均相对较小,当电流密度处在适宜的范围内(2-4A/dm2)时,镀层容抗弧较大,耐腐蚀性较好。络合剂浓度过低或者过高时,镀层容抗弧小,腐蚀反应电阻小,耐腐蚀性差。当络合剂浓度为25g/L时,容抗弧最大,镀层腐蚀反应电阻最大,镀层的耐蚀性好。添加剂(2g/L)的加入,镀层的自腐蚀电位和容抗弧也相应增加,自腐蚀电流变小,腐蚀反应电阻增大,镀层耐蚀性变好。添加剂ZN5在阴极表面具有物理吸附和化学吸附两种作用机理,能够有效的增强阴极极化,抑制晶粒的生长速率。在镀液中添加ZN5能够获得超细晶碱性Zn-Ni合金镀层,与添加剂FK-303(市售)制备的Zn-Ni合金镀层镀层相比,在5%NaCl溶液中出现红锈的时间值较长(95d)且红锈扩展速度最慢,耐蚀性较好。超细晶碱性锌镍合金的制备,提高了Zn-Ni合金镀层的性能,扩宽了碱性锌镍合金的应用范围,同时,添加剂ZN5的成功研发,将丰富我国关于碱性Zn-Ni合金电沉积添加剂的研究,对今后关于电沉积添加剂的自主研发具有一定的参考作用。