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AZ91D镁合金表面电沉积镍的研究

赵国良  
【摘要】:镁及其合金的耐腐蚀性能差,限制了它的应用,目前开发的改善镁合金耐蚀性的表面处理方法主要有:化学转化、阳极氧化、有机涂装、电镀和化学镀等。电镀能改善镁合金的耐蚀性、耐磨性、可焊性、电导率和装饰性,且具有工艺实施简便易行,成本低的特点,是其中最有发展前景的方法之一。本工作采用电沉积方法,伴随超声波的作用,在AZ91D镁合金表面制备了具有防护性的镍镀层。 内容主要包括:首先利用镁合金的腐蚀热力学及动力学对其耐蚀性进行理论分析,并在其基础上,设计了电镀镀层;分析了镁合金的氟化物处理、浸锌处理、碱性电镀铜锡合金代替氰化物镀铜、以及在铜锡合金镀层上电镀镍的可行性,同时,在电镀过程中伴随超声波,分析了超声波在电镀过程中的析氢作用、细化晶粒、去极化作用,以及其它工艺参数对镀层性能的影响进行了研究。并利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射谱(XRD)等分析手段表征了各膜层的表面形貌、组成成分和物相结构,利用极化曲线和盐雾腐蚀实验研究了它们在氯化钠溶液中的腐蚀破坏行为。主要研究结果如下:(1)AZ91D镁合金经过氢氟酸处理后形成的表面膜主要以MgF2为主,该层不致密,不能够起到良好的保护性作用;(2)浸锌后,镁合金基体上的锌膜层可能以两种形式存在,一种是镁合金置换出单质锌沉积在其表面,另一种是在有电子提供的条件下,Zn按照电化学的方式进行初始沉积在镁合金上;(3)利用碱性镀液电镀铜锡合金,在伴随超声波的作用下,得到平整致密的铜锡合金镀层,该镀层以合金形式共沉积的,从合金的含量分数可以知道,此镀层属于低锡青铜合金;(4)经过前处理的镁合金沉积的镍镀层表面呈棱锥状,并存在(200)面织构,在伴随超声波的作用下镀层晶粒可以得到细化,由原来的棱锥状变为细小胞状,并且可以有效的降低织构现象;(5)超声波的应用可以有效地减小镀层与基体的张力,提高了结合力,使镀层的耐蚀性大大增强。


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