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《天津大学》 2006年
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铝基电镀铅锡合金轻型板栅的制备及性能研究

王媛媛  
【摘要】: 本实验在铝基体上电镀铅锡合金,目的是开发一种轻型板栅,用于铅酸蓄电池以减轻其质量,提高电池质量比能量;尝试引入纳米复合镀的方法,通过弥散强化的途径,提高镀层的硬度,增强电池充放电过程中承受板栅变形的能力。电镀铅锡合金传统的镀液是氟硼酸盐镀液,但是该镀液毒性大,废水处理困难。本实验在综合了镀液性能、成本、运输、废液处理等多项指标的比较的基础上,筛选出氨磺酸盐镀液电镀铅锡合金。为分析氨磺酸镀液的性能,以氟硼酸盐镀液为参照,用霍尔槽试验和阴极极化曲线测试确定了氨磺酸镀液中铝基体上电镀铅锡合金的最佳工艺条件。 铝基电镀轻型板栅要求能够在铅酸蓄电池硫酸环境中长期连续使用,并能够表现出良好的性能,因此对镀层的质量提出了很高的要求。本实验用ESEM观察了镀层的表观形貌,两种镀液体系得到的镀层,晶粒形貌截然不同,氨基磺酸盐电镀铅锡合金结晶更致密;用疲劳弯曲实验和划痕实验测试了结合力,镀层与基体结合牢固;用线性扫描方法和浸泡实验测试了镀层的耐腐蚀性能,及用显微维氏硬度仪测试镀层的性能。结论表明,氨磺酸盐镀液中,在预镀铜的铝基体上电镀铅锡合金,镀层结合力强,耐腐蚀性好,但硬度极低,有待于提高。 免维护铅蓄电池的生产要求降低板栅合金材料中锑的含量以减小水的电解,但是无锑或低锑合金正极板栅的钝化仍然是影响密封免维护铅蓄电池深充深放电能力和电池寿命的主要原因之一。本实验研究了氨基磺酸盐铝基电镀铅锡合金镀层在硫酸溶液中的电化学行为,为改进镀层的性能提供了理论依据。通过交流阻抗测试技术(IMP)、开路电位衰退法(OCD)、线性电位扫描法、循环伏安法等等,研究了镀层在硫酸溶液中阳极膜的生长过程,阳极膜的阻抗等性能,结果表明,在镀层中加入适量的锡(1.0wt.%﹤Sn﹤2.0wt.%)可以显著降低电池充放电过程中形成的阳极膜的阻抗,提高板栅的导电性,从而减轻钝化现象。 本实验创意性地在镀层中引进了纳米ZrO2颗粒,使镀层的硬度比未复合时提高了4~5倍。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM912

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