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电沉积镍基合金纳米晶及组织结构与性能研究

舒霞  
【摘要】:本文首先采用正交实验优化电沉积镍基合金纳米晶镀层的工艺配方,探索多因素对沉积过程的综合影响,并进一步通过对比实验,分析单个因素对镍基合金电沉积速率的具体影响,初探了电沉积机理,为制备镍基合金纳米晶提供依据。同时用X光电子能谱分析、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜等手段研究表征了镍基合金纳米晶镀层的组成与结构;并通过测定镀层的显微硬度、腐蚀失重、测定阳极极化曲线和电化学阻抗谱等方法研究了镍基合金纳米晶的性能。 研究表明:通过控制工艺条件用电沉积的方法可以获得晶粒尺寸在20nm以内的镍钨和镍铁合金纳米晶镀层。电沉积Ni-W合金纳米晶镀层的显微硬度较高,最高可达700HV以上,而且热处理后,非晶态的Ni-W合金发生晶化,显微硬度明显增大。镍基合金镀层具有良好的耐蚀性,在3.5wt%NaCl溶液中非晶态Ni-W的耐蚀性比纯镍镀层好,在酸性溶液中Ni-Fe镀层的耐蚀性最好;Ni-W镀层在腐蚀介质中表面迅速生成一层彩色的钝化膜,使腐蚀速度减慢。在3.5wt%NaCl溶液中剥蚀发生之前,镍钨合金镀层的电化学阻抗谱由一个容抗弧组成;随着浸泡时间的延长,容抗弧半径快速减小,浸泡后期的阻抗谱呈现Warburg阻抗特征。剥蚀发生之前的镍铁合金镀层的电化学阻抗谱由一个高频容抗弧和一个低频的感抗弧组成;随着浸泡时间的延长,容抗弧半径快速减小,感抗弧减弱并消失。


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