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电镀Ni-Sn-P合金镀层的腐蚀性能研究

张智贤  
【摘要】:电沉积Ni-Sn-P合金镀层具有良好的耐蚀性、焊接性、延展性、结合力和易修复性,在工业上有着广泛的应用前景,且由于其具有典型、系统的腐蚀过程,可作为研究腐蚀系统的模型。因此,电沉积Ni-Sn-P合金镀层的研究具理论研究意义和重要使用价值。 本文首先利用电化学方法和腐蚀失重方法研究了不同Sn、P含量Ni-Sn-P合金在10%H_2SO_4溶液和人工海水中的腐蚀性能,并利用SEM、XPS、XRD及EDS分析了合金的晶体结构和腐蚀产物。 研究结果表明:高Sn含量的Ni-Sn-P在10%H_2SO_4溶液和人工海水中的耐蚀性优于化学镀Ni-P合金和SUS304不锈钢,其耐蚀性随着合金中Sn元素含量的增加而逐渐提高;Ni-Sn-P合金在10%H_2SO_4溶液中发生均匀腐蚀,Ni元素优先溶解,Sn、P元素在合金表面富集,形成一层由SnO_2、Ni_3(PO_4)_2组成的钝化膜;Ni-Sn-P合金在人工海水中发生均匀腐蚀,Ni、Sn元素优先溶解,P元素在合金表面富集,形成一层由SnO_2、Ni_3(PO_4)_2、NiO和Ni_2O_3组成的钝化膜,其中SnO_2能很好的抵御人工海水中氯离子的穿透效应。 在此基础上,本文研究了热处理的温度和所处的气氛对Ni-Sn-P合金耐蚀性的影响。实验结果表明,在氮气气氛下热处理的Ni-Sn-P合金在10%H_2SO_4溶液中的耐蚀性随着热处理温度的提高而降低;合金在人工海水中的腐蚀行为与在硫酸中不同,低温热处理的合金在人工海水中的耐蚀性有所提高,随着温度升高,合金的耐蚀性逐渐降低。但是当热处理温度为500℃的时候,合金在人工海水中的耐蚀性出现了明显的提高。 在空气气氛下,低温(200℃、300℃)热处理会降低Ni-Sn-P合金的耐蚀性,高温(400℃、500℃)热处理会使合金表面生成一层由SnO、SnO_2、NiO、Ni_2O_3和P_2O_5组成的氧化膜,阻碍腐蚀介质与合金的接触,对合金起到保护作用,从而提高合金的耐蚀性。


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