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镍、磷、硼基合金化学沉积规律及应用研究

李苏  
【摘要】: 镍基多元合金作为功能材料,在许多领域得到了广泛的应用,如在钢铁表面沉积25μm—50μm的镍基合金层能耐盐酸、硫酸、碱及许多有机溶液的腐蚀,达到劣材优用,降低成本的功效,在电极材料上镀以镍基合金膜能作为电解食盐的阴极材料,降低阴极的析氢过电位,从而降低电解时的能耗和成本;以镍基合金作为燃料电池的氢电极催化剂,可以代替贵金属铂;同时镍基合金膜还具有良好的磁记忆功能,可用来制作计算机的磁盘、磁鼓等,所以研究镍基合金形成规律和Ni-Co-P、Ni-Mo-P三元合金形貌结构及电化学等理化性能,有着重要的应用和理论意义。目前国内外对化学镀Ni-P二元合金和沉积的工艺条件及防腐研究报道较多,对二元以上镍基合金沉积规律及镀层性能的研究报道比较少,特别是关于化学镀Ni-In-B三元合金及四元合金的研究,至今未见有报导。本研究工作在开展对Ni-P二元合金沉积规律及三元合金体系的稳定性及镀层的结构研究的基础上,在一定的温度及碱性体系下,采用化学镀法制备了至今未见有报导的Ni-In-B三元合金镀层及Ni-Co-In-B四元合金镀层,并探讨了其沉积规律,以期获得制备合金电极的最佳工艺条件。 本研究论文的主要内容如下: (1)基于过去工作中对化学镀Ni-P工艺及镀层性能的研究,进一步从理论上探讨Ni-P化学沉积的机理。 (2)通过在Ni-P镀液中引入不同浓度的硫酸铜,考察Cu和Ni-P的化学共沉积对镀层结构及热稳定性的影响。 (3)考察了镀液成份及工艺条件对镀层沉积速度的影响,介绍了一种稳定性高、沉积速度快的酸性条件下化学镀Ni-B合金的最佳镀液组成和工艺条件。 (4)采用硼氢化物为还原剂,得到硼的过饱和固溶体与非晶态混合镀态组织,考察了各种热处理工艺对该组织转变机制及性能的影响。 (5)以甲酸为络合剂,以次亚磷酸钠和硼氢化钠为还原剂化学沉积出不同 厂\硕士学位论文 w MASTER’S TeSIS 含量的Ni干七镀层,并对酸性化学镀N卜P亿合金溶液的稳定性及镀层的结构和 硬度进行了研究。 (6)采用化学沉积法,在PH二9,t=55土loC条件下,不断添加适量催化剂, 制备出银白色Ni-In-B合金电极,改变体系的浓度,nH值和镀液的组成,研究 Ni-In-B合金的沉积规律。 (了)利用化学沉积法,加入适量催化剂,使 Ni、Co、In、B元素共同沉积 在铁片表面,制备合金电极,并研究其析氢电催化性能。


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