收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

镍—钴/镍/镍—钴多层膜的制备及耐腐蚀性研究

王建兴  
【摘要】: 湘潭大学材料与器件课题组研发的覆镍深冲钢带是在低碳钢带上连续电镀2-3μm镍薄膜,通过控制不同镀层的晶粒尺寸,简化并去除了同类进口产品的精整和热处理工序,降低了产品的制造成本。用这种方法制备出的预镀镍钢带具有较好的延伸率和耐腐蚀性能,基本上能满足高性能无汞碱性电池外壳的性能要求。随着人们对碱性电池存储性能和耐腐蚀性能的要求不断提高,是否有更好的镀层材料满足以上的要求是长期以来制约碱性电池壳体材料发展的一个瓶颈。 近年来随着电动汽车的迅猛发展,电池的安全性和使用寿命等问题已经成为制约电动汽车发展的技术难题。目前锂离子动力电池主要是以圆柱形锂离子电池为主导,其壳体的制备工艺主要有滚镀、预镀以及先预镀后滚镀。其中的滚镀和预镀都不能满足动力锂离子电池对壳体性能的要求。先预镀后滚镀的钢壳制造工艺复杂、成本高。因此,如何设计并优化镀覆在电池钢带上的镀层,提高电池的存储性能和耐腐蚀性能,是圆柱形锂离子动力电池和上述碱性电池壳体制备过程中有待于解决的一个问题。 基于以上原因,本文设计出一种镍-钴/镍/镍-钴多层膜(镀层)材料及其制备工艺,旨在解决圆柱形锂离子动力电池和上述碱性电池的存储性能和耐腐蚀性能要求。首先采用直流和脉冲相结合的电沉积工艺在低碳钢带上制备出镍-钴/镍/镍-钴多层膜,然后从织构、表面形貌、截面形貌等方面对镍-钴/镍/镍-钴多层膜的微观结构进行了研究,并从盐雾试验、腐蚀电化学等方面对镍-钴/镍/镍-钴多层膜的耐腐蚀性能进行了详细的研究。具体的工作和结果概括为以下几个方面: 第一,采用直流和脉冲相结合的方式成功制备了镍-钴/镍/镍-钴多层膜。将自制的控制晶粒尺寸的半光添加剂添加到瓦特镀液体系中,采用脉冲电镀的方式制备出作为多层膜底层的镍-钴合金薄膜;中间层的微米晶镍镀层通过直流电镀的方式制备而成;将自制的控制晶粒尺寸的全光添加剂添加到瓦特镀液体系中,采用脉冲电镀的方式制备出作为多层膜表层的镍-钴合金薄膜。 第二,通过SEM、XRD和AFM等手段研究了作为多层膜的每一层的织构和形貌。能谱显示作为多层膜表层的全光亮镍-钴合金镀层和作为底层的半光亮镍-钴合金镀层的钴含量均为5%左右。XRD结果显示,镍-钴形成了以钴为溶质、镍为溶剂的固溶体,晶格结构为面心立方结构。SEM结果显示表层的全光镍-钴合金镀层晶粒细小、镀层致密。多层膜截面形貌显示表层的镍-钴合金镀层有效地填充了微米晶镍镀层的孔洞和针孔。多层膜表面AFM结显示,多层膜表面更加致密,晶粒更加细小。 第三,通过盐雾试验、塔菲尔外推法、交流阻抗等手段对在电池专用钢带上沉积的不同镀层进行腐蚀实验表征。塔菲尔曲线结果显示,镍-钴/镍/镍-钴多层膜的表面钝化效果明显优于同等厚度的单层和双层的含钴镀层。交流阻抗结果显示,镍-钴/镍/镍-钴多层膜在有氯离子存在的酸性腐蚀液中的电荷传质电阻明显大于覆镍深冲钢带和两层。盐雾试验结果显示,和其他比较样品相比镍-钴/镍/镍-钴多层膜8小时盐雾后,表面红色锈点最少。 总之,镍-钴/镍/镍-钴多层膜各层的晶粒尺寸及厚度均有限定设计,在融合各单层膜的优点的同时又相互弥补了各自缺点,通过不同晶粒尺寸的薄膜的交替沉积,使得镀层结构致密,有效降低电池在使用过程中钢壳点蚀发生的可能性,提高了电池壳的耐腐蚀性能。综上所述,镍-钴/镍/镍-钴多层膜性能优于覆镍深冲钢带的产品。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 Flandears R. B. ,袁人;用钽抗腐蚀[J];化工设备与管道;1982年03期
2 王国强;;铂在镍基合金中的抗氧化和抗热腐蚀作用[J];贵金属;1989年01期
3 朱立群;姚红雁;;电沉积镍-钼-钨非晶态合金镀层的研究[J];材料保护;1992年03期
4 惠华英,余刚,叶立元;环保型镁合金阳极氧化工艺的研究[J];电镀与环保;2005年06期
5 袁麟;刘静;黄峰;;不锈钢表面TiO_2薄膜的溶胶-凝胶法制备及其性能[J];中国表面工程;2009年05期
6 ;径向式石墨降膜式吸收器[J];上海化工;1977年06期
7 屠振密;李文良;杨哲龙;张景双;;电镀锌-钴合金的现状与发展[J];材料保护;1992年05期
8 皮启德;胡著高;;高铝锌合金表面处理初探[J];材料保护;1992年07期
9 佐野哲;薄田茂;徐丹青;;油箱无铅表面处理钢板的开发[J];轻型汽车技术;1999年01期
10 崔凯;玻璃纤维布化学镀镍磷合金耐腐蚀性研究[J];中国建材科技;2004年05期
11 林玉华,杜荣归,胡融刚,林昌健;不锈钢钝化膜耐蚀性与半导体特性的关联研究[J];物理化学学报;2005年07期
12 林晓晟;徐洪林;蒋冶鑫;;防震锤用镀锌钢绞线的试制[J];金属制品;2006年01期
13 王黔平;黄转红;刘淑贤;王瑞生;;溶胶-凝胶法制备不锈钢表面SiO_2-ZrO_2-Al_2O_3-Cr_2O_3涂层的研究[J];陶瓷;2006年01期
14 严密;张小星;吴磊;;超声化学镀对烧结钕铁硼磁体抗腐蚀性能的影响[J];中国腐蚀与防护学报;2006年02期
15 邱童;王国建;;偶联剂在钢结构超薄膨胀型防火涂料中的应用[J];新型建筑材料;2006年03期
16 马美华;李小华;单云;;Ni-P-TiO_2(ZrO_2)纳米复合材料镀层性质及工艺优化[J];表面技术;2006年03期
17 齐昭田;张林静;;用新型陶瓷设计制造盐业机械零件[J];盐业与化工;2006年05期
18 贾梦秋;毛永吉;高双之;国海鹏;;交流阻抗法评价玻璃鳞片乙烯基酯树脂涂料的耐蚀性[J];腐蚀科学与防护技术;2007年02期
19 杨胜;易丹青;姚素娟;钟利;;热处理对2E12铝合金耐腐蚀性及力学性能的影响[J];金属热处理;2007年09期
20 颜永根;李明喜;张世宏;何宜柱;;纳米CeO_2对Ni基合金激光熔覆层的组织与耐蚀性的影响[J];中国稀土学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 成守权;闫志恒;杨文宇;冯利峰;;基于空调管路系统特征的高柔性耐腐蚀钢管开发及其在空调器中的应用研究[A];第九届全国空调器、电冰箱(柜)及压缩机学术交流会论文集[C];2008年
2 孙凯;杨森;刘凤霞;;激光参数对AZ91D镁合金表面合金化改性层性能的影响(英文)[A];真空技术与表面工程——第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2009年
3 赵正;刘福田;李文虎;张同生;;Mo_2FeB_2硬质合金覆层材料的耐磨损与耐腐蚀性能研究[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
4 符岩;翟秀静;张晓顺;张卓;马林芝;范川林;宋明秋;;无铅焊接合金的制备及性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
5 董晓明;印仁和;;硅烷改性耐腐蚀性聚苯胺膜[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
6 谢志雄;董仕节;;Cr12MoV钢TD处理的组织和性能[A];湖北省第十届热处理年会论文集[C];2006年
7 陈为为;何业东;王德仁;;中温快速制备渗钛涂层[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
8 任玉辉;张欢;;耐腐蚀钢筋发展趋势及推广思考[A];纪念《金属制品》创刊40周年暨2012年金属制品行业技术信息交流会论文集[C];2012年
9 陈建治;严洪海;霍光;;纯钛表面微弧氧化膜的耐腐蚀性研究[A];第六次全国口腔修复学学术会议论文摘要汇编[C];2009年
10 李文昌;王军安;;铅基合金耐腐蚀性研究[A];中国电工技术学会铅酸蓄电池专业委员会第七届全国铅酸蓄电池学术年会论文全集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡欣;齿科修复用钛—锆—铌—锡合金研制及临床应用研究[D];天津医科大学;2011年
2 莫文剑;烧结NdFeB永磁材料的晶界相改性及其显微结构[D];上海交通大学;2008年
3 白玲;Ti-Zr-Si系非晶合金的制备及其性能研究[D];河北工业大学;2009年
4 杨军;Fe-Mn-Si-Cr-Ni系形状记忆合金组织和性能的研究[D];四川大学;2006年
5 高爱环;有机—无机复合层包覆型铝颜料的制备及性能研究[D];华南理工大学;2010年
6 逯平;可吸收镁合金血管支架材料腐蚀与药物释放双重可控研究[D];天津大学;2009年
7 于雁武;炸药爆炸冲击合成氮化碳及其机理研究[D];中北大学;2010年
8 聂西鹏;锆基块体非晶合金的制备和腐蚀性能[D];浙江大学;2012年
9 卢军霞;牙科激光焊钛的应用基础研究[D];第四军医大学;1998年
10 田保;牙科低金含量银钯合金基础研究[D];四川大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张素芳;GCr15轴承钢激光表面改性的试验研究[D];大连理工大学;2006年
2 芮雄壮;机械镀Zn-Al合金工艺原理及无结晶形层研究[D];昆明理工大学;2006年
3 惠华英;AZ31镁合金环保型阳极氧化工艺的研究[D];湖南大学;2006年
4 张丽琴;氮对316L奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能影响的研究[D];武汉科技大学;2009年
5 张思宇;MgAl_2O_4陶瓷材料的烧结研究[D];西安建筑科技大学;2004年
6 王利敏;镁合金的腐蚀及其阳极氧化膜耐蚀性研究[D];南京航空航天大学;2006年
7 王玉华;两种滤料耐腐蚀性研究[D];东北大学;2006年
8 刘丽凤;AM60镁合金表面钙系磷化膜及羟基磷酸钙膜的研究[D];吉林大学;2009年
9 罗先盛;AZ31镁合金表面磁控溅射SiN薄膜及其性能研究[D];重庆大学;2009年
10 王峰;氧化皮对热轧盘条耐蚀性能影响的研究[D];湖南大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 华文;彩涂板需求量将达四百万吨[N];中国矿业报;2004年
2 ;废水处理设施用不锈钢材料[N];世界金属导报;2010年
3 段华;古法造纸传承者尤金华[N];中国绿色时报;2008年
4 沈东;新型环保钢材上海亮相[N];中华建筑报;2004年
5 陆鲁娜;鑫亚公司破解复合板裂缝挖补难题[N];中国船舶报;2010年
6 郑喆;日本开发出新型高耐腐蚀厚板[N];中国船舶报;2009年
7 昊泽;改善镁合金耐腐蚀性能研究取得新进展[N];中国建材报;2004年
8 江丞华;以石之精神,塑企业之魂[N];中国企业报;2010年
9 王珍;攀钢美的结盟[N];中国矿业报;2004年
10 ;夹“铝”陶瓷[N];中华建筑报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978