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随着科学技术的发展,电镀工业所涉及的领域越来越广,对镀层性能的要求越来越高的,而三价铬离子和六价铬离子都是有毒的,对环境污染严重。因此代铬镀层成为未来发展的方向,Ni-Co-Fe合金镀层以装饰性外观、高热稳定性、高硬度、高耐磨性、良好的耐蚀性且镀液可循环利用,绿色环保等性能被看好为一种能代替镀铬的镀层。本文通过电化学工作站测试不同工艺条件下电沉积过程的阴极极化曲线,系统的研究了各工艺条件对电沉积的影响机理。通过测得镀层厚度、粗糙度、硬度、结合力等性能,确定了电沉积Ni-Co-Fe合金镀层的工艺条件为镀液温度55℃、阴极电流密度为4 A/dm2、pH为4。通过塔菲尔曲线及电化学交流阻抗法,研究了不同工艺条件下电沉积Ni-Co-Fe合金镀层在3.5%的NaCl溶液中的耐腐蚀性电化学行为。用划痕仪测定了镀层与铜基体表面的结合力,表明在铜基体表面粗糙度为0.4μm时,镀层与铜基体剥落的临界载荷最大为93.65 N,结合力最好。在上述条件下获得的合金镀层厚度在100 μm左右,镀层表面裂痕少,表面光亮,硬度能达到818.77 HV100,粗糙度为0.3 μm左右;其成分含Ni49.7%,Co31.5%,Fe18.5%,计算其电流效率可达97.6%,其XRD图谱分析表明:合金镀层主要为纳米晶结构,一定量的非晶体结构,以Ni为溶剂,Co、Fe为溶质的置换型固溶体,主要是Ni-Co-Fe(111)晶面,少量的(200)(220)(311)晶面。测定了不同柠檬酸钠浓度对阴极极化曲线的影响,发现镀液中加入柠檬酸钠有利于提高阴极极化并使电沉积的沉积电位更负,但同时也增大析氢反应。柠檬酸钠在水溶液中水解产生少许柠檬酸,会使镀液的pH值缓冲能力增大。柠檬酸根能与镀液中的离子结合生成络合离子,使电沉积过程由镍钴铁水合离子放电转变为络合离子的放电过程。对不同浓度条件下得到的镀层厚度、硬度、耐腐蚀性能的测定表明:在加入柠檬酸钠浓度为40g/l的条件下,得到的镀层性能最好,但厚度由于析氢反应而变薄,由SEM图和XRD图分析表明,加入40g/l的柠檬酸钠后,镀层的非晶成分增多,结晶细化。通过对电沉积过程循环伏安曲线的测定,发现电沉积Ni-Co-Fe的还原过程是受扩散控制的三维成核过程,且是不可逆过程。加入柠檬酸钠后,双电层充放电过程减短,有利于成核,其成核方式更趋近于瞬时成核过程,电结晶过程可能是受电化学及扩散控制。