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Zn-Fe合金镀层的耐蚀性及其渗氢行为研究

王卫康  
【摘要】:由于Zn-Fe合金镀层具有优良的耐蚀性,近年来已将其作为代镉、代锌镀层而广泛应用于汽车、航空、电子等行业。Zn-Fe合金镀层主要应用在钢铁基体材料上,其制备方法主要是通过电镀实现,电镀虽然能增强刚体基体的抗腐蚀性能,但是却容易导致局部氢脆现象的发生。所以表面处理技术人员必须掌握避免或削弱渗氢的技术,将渗氢的影响降低到最低限度。 该论文用电化学无损测氢方法对碱性锌酸盐体系和酸性氯化物体系Zn-Fe合金电沉积过程中的耐蚀性为和渗氢行为进行了试验研究,从而为寻找具有良好的耐蚀性、较低氢渗透的Zn-Fe合金电镀工艺提供试验依据。 在文中,首先,对碱性锌酸盐体系、酸性氯化物体系Zn-Fe合金镀层电镀工艺进行筛选,通过对两种体系镀层耐蚀性的研究,确定了两种体系Zn-Fe合金的电镀工艺参数。研究结果表明,酸性氯化物体系中,pH值是影响耐蚀性最重要的因素;碱性锌酸盐体系中,阴极电流密度是影响其耐蚀性的最主要因素。其次,利用电化学渗无损测氢研究方法对两种体系Zn-Fe合金电沉积过程中的渗氢行为进行了研究;研究结果表明,同样电镀条件下,酸性氯化物体系镀层电镀过程中的渗氢电流比碱性锌酸盐体系的要小,且在同一种镀液体系中,渗氢电流随着温度的升高、电流密度的增大而增加;同时对两种镀液体系、在不同工艺条件下的电沉积Zn-Fe合金试样进行慢应变速率拉伸试验,通过对充氢试样断裂时间长短、抗拉强度变化、氢脆系数与电化学测试渗氢曲线对比分析,并结合对断口微观形貌的分析,验证了电化学无损测氢方法对于测定Zn-Fe合金电沉积过程中渗氢行为的可行性。 由上述研究可以得出,电化学无损测氢研究方法能够较好的对Zn-Fe合金电沉积过程中的渗氢行为进行实时监控和研究,同时可以用实验结果较好的评价电镀工艺参数对镀层氢渗透能力的影响。本文研究得到的Zn-Fe合金电沉积过程中的渗氢行为及其耐蚀性研究结果,为航空航天重要结构件和受力件的表面处理工艺的深入研究起到了一定的作用。


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