銅表面銅鎳合金的制備及腐蝕性能研究.pdf

1、銅是常用的工程材料之一，在現(xiàn)代工業(yè)中因其良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、化學(xué)穩(wěn)定性而應(yīng)用在眾多領(lǐng)域中。但是在海洋領(lǐng)域中海水中的氯離子使得這種廣泛應(yīng)用抗蝕效果不錯(cuò)的金屬受到強(qiáng)烈的腐蝕，銅金屬在海洋工程中受到很大的限制，很難被進(jìn)一步的應(yīng)用。銅鎳合金具有很多優(yōu)異的性質(zhì)尤其是良好的抗蝕性能在海洋工程領(lǐng)域占據(jù)重要地位，因?yàn)殂~鎳合金制備設(shè)備要求嚴(yán)格，操作環(huán)境復(fù)雜，也未能發(fā)揮出應(yīng)有的作用。電沉積是最近比較新穎的方法，電沉積設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，且能夠?qū)崿F(xiàn)合金精確的組

2、分控制。如果能夠通過(guò)電沉積方法在純銅表面制備納米結(jié)構(gòu)的銅鎳合金膜層，那么就能最大限度的的提高純銅的應(yīng)用，改善純銅的性能，又能節(jié)約成本，使其在海洋領(lǐng)域中得到更多的應(yīng)用。本文就這一原理通過(guò)電沉積法在純銅表面制各了不同組分的銅鎳合金膜層，以期獲得表面具有合金層的純銅材料。同時(shí)通過(guò)熱處理改善膜層的質(zhì)量提高膜層的抗蝕性能，同時(shí)調(diào)節(jié)參數(shù)以期獲得最佳熱處理參數(shù)。
　　本文首先對(duì)主要兩種絡(luò)合劑的絡(luò)合能力進(jìn)行了探討，在循環(huán)伏安測(cè)試(CV)下預(yù)測(cè)銅鎳

3、合金的沉積電位及沉積電流。在不同的沉積電流密度下的X射線(xiàn)衍射(XRD)測(cè)試可知成功的制備出不同比例的銅鎳合金。通過(guò)掃描電鏡(SEM)分析純銅表面的銅鎳合金顆粒為納米級(jí)別，緊密堆積，沉積電流密度較大(25mA/cm2)的時(shí)候表面隱約可見(jiàn)一些孔洞存在。在3.5wt％的模擬海水中電化學(xué)測(cè)試得到制備的銅鎳合金顯示了較裸銅優(yōu)異的抗蝕性能及抗電子轉(zhuǎn)移的能力，能譜(EDS)測(cè)試得到了不同沉積電流下的銅鎳組分，并且可知鎳的含量為30％左右沉積電流密度為

4、15mA/cm2綜合性能最佳。
　　通過(guò)氮?dú)夥諊聦?duì)制備的銅鎳合金進(jìn)行了后期熱處理，300度熱處理掃描電鏡顯示顆粒發(fā)生團(tuán)聚，小顆粒凝聚成大顆粒，不同的團(tuán)簇體之間夾雜著未團(tuán)聚的小顆粒。不同熱處理溫度的電化學(xué)測(cè)試表征得到100度以下時(shí)性能較制備的最佳銅鎳合金的抗蝕性能提高，當(dāng)熱處理溫度為200度時(shí)，抗蝕效果與制備的銅鎳合金膜層齊平，但是熱處理溫度繼續(xù)增加的話(huà)，抗蝕性能下降明顯，甚至低于裸銅。通過(guò)循環(huán)伏安多次掃描可知影響性能下降的主要原