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电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层工艺、机理及应用研究

金属的腐蚀给人类带来巨大的经济损失和社会危害。目前镀锌广泛用于钢铁零件的防护,但是镀锌存在耐蚀性低、氢脆高、钝化工序毒性大等不足。国内外对Zn-Fe合金镀层的研究表明:低铁Zn-Fe合金镀层(Fe%wt1%)无需钝化,但镀层的耐蚀性不是很理想。为了开发出镀层性能优良、清洁无污染的电沉积技术,本课题自主开发了Zn-Fe-SiO_2复合镀层的电沉积制备工艺,并对该技术系统地进行了小试,扩大试验及中试研究,深入探讨了Zn-Fe-SiO_2复合镀层的沉积机理和腐蚀机理,客观地分析了该技术的应用前景,主要包括以下内容:硫酸盐体系可制备高铁含量的Zn-Fe-SiO_2复合镀层,镀层Fe含量为2~3%,SiO_2含量为0.4~0.6%,镀液组成及操作条件为:FeSO_4·7H_2O 20~40g/L;ZnSO_4·7H_2O 40~60g/L;(NH_4)_2SO_4 50~70g/L;C_6H_8O_7·H_2O 20~40g/L;Al_2  (本文共185页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

脉冲电沉积(Ni-Co)/Al_2O_3复合镀层及其性能研究

在直流、单脉冲、周期换向脉冲三种电流方式下,采用逐层深入的方法,以镀层中的Al_2O_3含量、镀层硬度以及宏观残余应力为主要评价指标,得出电镀液的组成及操作条件为:硫酸镍250g/L,氯化镍45g/L,硼酸30g/L,硫酸钴3g/L,阴离子表面活性剂0.05g/L;pH值4.3,搅拌速率250 r/min,镀液温度43℃;电流密度2A/dm2,正向工作时间3ms,正向工作比0.3,正向脉冲平均电流密度2.22A/dm2,反向工作时间3ms,反向工作比0.1,反向脉冲平均电流密度0.22A/dm2。利用SEM、TEM、XRD、EDS以及XPS等手段分析镀层的结构,同时采用Tafel线性外推法、循环阳极极化曲线、电化学交流阻抗以及摩擦磨损实验等手段对其耐蚀及耐磨性能进行评价。在直流电沉积的扩散理论基础上,建立了脉冲电沉积的双扩散层模型,靠近电极为脉冲扩散层,扩散层内金属离子的浓度随脉冲电流的频率而波动;脉冲扩散层外面包围着一层稳态扩...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

电加工用Cu-ZrB_2复合镀层的制备及其电加工性能研究

电极的制造一直是电加工方法制造模具过程中影响制造剧期与成本的主要因素之一,一种基于RP的铜电极电铸技术,为电极的快速制造提供了一条捷径。但是,由此制得的电极存在着铜电铸层电加工性能较差、易破损的问题,常常导致加工失败甚至模具报废。因此,对应一定的模具型腔深度,电极所需的铜电铸层厚度较大,由此引起电铸时间的大幅增加,严重影响了电极制造速度。针对这一问题,本文提出了一种利用复合电沉积技术制备电火花电极材料的新方法,即在铜电铸层中添加导电性难熔微粒——ZrB_2,制备Cu-ZrB_2复合镀层以提高电极材料的抗电蚀性能。本文首先研究了脉冲电沉积Cu-ZrB_2复合镀层的制备工艺,然后采用表面分析技术(扫描电镜、电子探针)、X射线衍射仪、恒电位仪、差热分析及透射电镜研究了电沉积Cu-ZrB_2复合镀层的组织结构、沉积过程和基本性能,同时提出了脉冲电沉积条件下针对导电微粒的共沉积模型,最后研究了电沉积Cu-ZrB_2复合镀层的电加工性能并分...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

镍磷复合镀层换热元件制备工艺研究及凝结试验分析

全世界每90秒就有1吨钢因腐蚀而损失,2005年我国腐蚀损失保守估计为5000亿元,1750万吨标准煤因腐蚀结垢而被消耗。防腐与节能已迫在眉睫。本课题利用化学复合镀技术,通过对低品质材料进行表面处理,增强其耐蚀性,从而以低品质材料代替高品质的材料,降低设备初投资和延长设备使用寿命;同时,通过镀层技术改善换热元件的表面能,实现蒸汽珠状凝结以提高换热效率。根据化学复合镀的反应特点和合金沉积机理,并结合实验条件、工艺要求、镀层性能,在反复实验和分析基础上,对镍磷复合镀层镀液主要成分进行了遴选。重点分析了主盐与还原剂的比例关系,确定了一个合适的主盐对还原剂的摩尔比。重点研究了各种络合剂的选用及其搭配情况,解决了化学镀的核心问题。络合剂对镀液性能、寿命和镀层质量有着重要的影响。研究了稳定剂及其它试剂对镀液性能、镀件质量的影响情况,通过大量实验选择了符合设计要求的成份组合。研究了镍磷复合镀的基本处理工艺,并对影响镍磷复合镀层的主要工序进行了...  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

有机小分子修饰碳纳米管及复合镀层的研究

碳纳米管独特的结构和优异的性能,已引起人们利用它们制备纳米复合材料的极大兴趣。然而,要发挥碳纳米管改性复合材料的先进性,关键在于碳纳米管能否以纳米级水平分散于基体中并与基体形成牢固结合。为了达到这一目的,必须在界面结构及性质设计的基础上,对碳纳米管进行有效的修饰。这方面的研究是近几年发展起来的新兴领域,尚处于起步阶段。在修饰物质、修饰方法、界面结构、特性及应用等方面还需要深入的实验和理论研究。本论文从碳纳米管的制备、纯化、亲水和亲油基团在碳纳米管表面的嫁接、氧化物对碳纳米管的包覆,到修饰后在水或油溶液中的分散性能、界面结构及特性、分子水平的复合技术、微观结构及相关性能的测试和分析,特别是有关摩擦学的性能等,展开了较深入的研究,并讨论和分析了相关的修饰机理。研究具有基础性和前瞻性,兼具重要的理论意义和广泛的应用前景。首先,研究了催化裂解法高产率地制备碳纳米管的工艺及其液相氧化法纯化工艺。扫描电镜、透射电镜、XRD和拉曼光谱结果表明...  (本文共172页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京化工大学
北京化工大学

碳纳米管增强镍基复合镀层的性能及影响因素分析

复合电镀是指在电镀溶液中加入一种或几种不溶性固态增强体,在金属离子电沉积的同时将不溶性的固态增强体颗粒或纤维均匀牢固地结合到金属镀层中的方法。复合镀层是一类以基质金属为均匀连续相和以不溶性增强体为分散相的金属基复合材料。碳纳米管增强镍基复合镀层由于综合了碳纳米管的高强度、高模量、良好的自润滑效果和镍金属的耐高温、耐腐蚀等方面的作用而日益受到人们的关注。但已有文献仅对碳纳米管增强镍基复合镀层的部分性能有所简单描述,本文系统研究了各种工艺参数对碳纳米管增强镍基复合镀层性能的影响。在本文的工作中首次发现了一种电沉积过程镍金属的管状生长现象。本文在传统Watts镀液的基础上添加了经过表面处理的碳纳米管,通过阴极E-i曲线、表面观察、硬度测试、拉伸试验、极化曲线和交流阻抗等手段综合研究了各种因素对复合镀层性能的影响。研究发现通过前处理,本试验所采用的碳纳米管被有效的提纯、裁短、活化,碳纳米管在复合镀层内均匀分布,分散状态的碳纳米管与镍基体...  (本文共136页) 本文目录 | 阅读全文>>