化學(xué)鍍Ni-Co-P合金工藝、組織結(jié)構(gòu)和性能的研究.pdf

1、化學(xué)鍍Ni-Co-P合金鍍層具有高密度磁性特點(diǎn)，由它制成的磁盤(pán)線(xiàn)密度大，而且膜層厚度均勻、硬度高、耐蝕性好，且操作方便，成本低，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。但是，目前所報(bào)導(dǎo)的化學(xué)鍍Ni-Co-P工藝存在鍍速低、鍍液不穩(wěn)定、施鍍過(guò)程中pH值變化大等問(wèn)題。本研究采用復(fù)合絡(luò)合劑，通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)化學(xué)鍍Ni-Co-P工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得出了最佳的工藝參數(shù)，并對(duì)鍍層的形貌、成分、組織結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了檢測(cè)并分析了它們之間的關(guān)系；同時(shí)詳細(xì)研究了熱處理對(duì)化學(xué)鍍N

2、i-Co-P合金組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。 然而，化學(xué)鍍?nèi)狽i-Co-P合金一個(gè)無(wú)法回避的問(wèn)題就是反應(yīng)較復(fù)雜，薄膜成分不易控制，重復(fù)性不好。由于化學(xué)鍍Ni-P二元合金發(fā)展歷史較長(zhǎng)，工藝成熟；且離子注入又具有注入元素可控，同時(shí)還可提高材料表面硬度、耐磨性、耐蝕性和磁性能等。因此，我們結(jié)合化學(xué)鍍和離子注入這兩種表面技術(shù)，在化學(xué)鍍Ni-P膜中離子注Co獲得Ni-Co-P薄膜，并研究了離子注Co對(duì)鍍層表面形貌、組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。

3、 在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上優(yōu)化得到的化學(xué)鍍Ni-Co-P配方為： Ni<,5>O<,4>·6H<,2>O 0.1 mol·L<'-1>COSO<,4>·7H<,2>O 0.1 mol·L<'-1>NaH<,2>2PO<,2>·H<,2>O 0.2 mol·L<'-1> Na<,3>C<,6>H<,5>O<,7>·2H<,2>O 0.5 mol·L<'-1> CH<,3>CH(OH)COOH 0.2 mol·L<'-1>(NH<,4>

4、)<,2>SO<,4> 0.5 mol·L<'-1> pH： 9 溫度： 80℃研究結(jié)果表明： 1．化學(xué)鍍Ni-P和Ni-Co-P合金為P在Ni(Co)基上的過(guò)飽和固溶體，鍍層中P含量和Co含量的增加都使得“胞狀”組織尺寸減小，Co的共沉積能減低鍍層沉積速度，并使鍍層更加致密均勻；隨著鍍層中Co含量的增加，鍍層硬度和耐腐蝕性能提高，磁性能有從軟磁特性向硬磁特性轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。 2．鍍態(tài)下為微晶或納米晶結(jié)構(gòu)的化學(xué)鍍Ni-P和

5、Ni-Co-P合金，處于熱力學(xué)亞穩(wěn)定狀態(tài)；300℃熱處理1h后鍍層發(fā)生重結(jié)晶，晶粒細(xì)化，400℃處理后晶粒達(dá)到最小值，更高溫處理晶粒長(zhǎng)大并開(kāi)始析出穩(wěn)定相Ni<,3>P；Co的共沉積提高了Ni<,3>P穩(wěn)定相的析出溫度，還穩(wěn)定了納米晶粒尺寸，大大提高了鍍層的熱穩(wěn)定性。 3．熱處理顯著影響鍍層性能，各鍍層在400℃處理后由于具有最小晶粒尺寸，硬度達(dá)到最大值，溫度繼續(xù)升高，晶粒長(zhǎng)大硬度有所下降，但500℃處理后，由于析出大量穩(wěn)定相Ni

6、<,3>P而硬度又有所回升；熱處理對(duì)鍍層磁性能影響較小；熱處理后鍍層耐蝕性先提高，400℃處理后耐蝕性最優(yōu)異，繼續(xù)提高溫度耐蝕性則又有所下降；當(dāng)Co含量達(dá)到27.57at.％時(shí)，由于良好的熱穩(wěn)定性，鍍層硬度變化平穩(wěn)，熱處理后鍍層耐蝕性稍有下降。 4．化學(xué)鍍Ni-P合金表面形貌為凸顯“胞狀”結(jié)構(gòu)，離子注Co后表面變得較平整，“胞”結(jié)合更加緊密，Co在化學(xué)鍍Ni-P膜中呈梯度分布，鍍層中Co含量和注入深度隨注入劑量的增加而增加。