高頻脈沖電鍍納米晶鎳鍍層腐蝕行為研究.pdf

1、納米晶體材料由于其非常小的尺寸和高的界面體積分?jǐn)?shù)，與普通微晶材料相比，表現(xiàn)出很多優(yōu)異的物理、化學(xué)和力學(xué)性能。在眾多的納米材料制備方法中，電沉積法被認(rèn)為是一種極具優(yōu)勢的制備方法。目前人們對高頻脈沖電鍍的研究還較少，在本文的實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了脈沖頻率達(dá)到140 kHz的工藝條件，重點(diǎn)研究了鍍層的耐腐蝕性能。 利用高頻脈沖電源制備出鎳鍍層，對鍍態(tài)鎳鍍層進(jìn)行掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)測試。觀察鍍層表面形貌可以看出，相比較直流鍍層

2、，高頻脈沖鍍層的表面形貌粒晶更清晰，表面更加平整，高頻條件下鍍層表面粒徑明顯細(xì)化。用謝樂公式估算出了鍍層表面粒徑的大小，其中140 kHz條件下所得的鍍層表面最平整粒徑也最小，為45nm。 對高頻脈沖條件下制備的鎳鍍層的耐腐蝕性能進(jìn)行深入的研究。分別以3.5％NaCl溶液、10％NaOH溶液、15％H<,2>SO<,4>溶液為腐蝕介質(zhì)，測試手段包括浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)和陽極極化測試。根據(jù)各個鍍層的浸泡腐蝕失重圖以及自腐蝕電流密度與自腐蝕

3、電位數(shù)值，判斷鍍層耐腐蝕性能優(yōu)劣。在脈沖電鍍鍍層中，隨著脈沖頻率的升高，鍍層的失重量逐漸變小，表明高頻條件使得鍍層的耐腐蝕性能更加優(yōu)異。采用外推法處理陽極極化曲線得到各個鍍層的自腐蝕電流密度與自腐蝕電位值，可以看出相比直流鍍層，脈沖鍍層的自腐蝕電流與自腐蝕電位均正移，而且隨著脈沖頻率的升高，正移量越大，這與浸泡腐蝕失重曲線的測試結(jié)果數(shù)據(jù)顯示相符。 研究了制備鍍層的各個工藝參數(shù)對鎳鍍層的耐腐蝕性能的影響。通過采用四因素五水平的正交

4、實(shí)驗(yàn)，得到25組不同鍍層。分別對這25組鍍層進(jìn)行浸泡腐蝕實(shí)驗(yàn)和陽極極化測試，利用鍍層的自腐蝕電流密度值與自腐蝕電位值作為正交實(shí)驗(yàn)的判斷依據(jù)，得到各個工藝參數(shù)對鍍層腐蝕性能影響的趨勢圖。隨著脈沖頻率的升高，鍍層的耐腐蝕性能更顯優(yōu)異；在脈沖平均電流密度的變化范圍(J<,m>=2.5～11 A·cm<'-2>)中，鍍層耐腐蝕性能有先增大后減小的變化趨勢，其值為3.5 A·cm<'-2>左右時，鎳鍍層在NaOH溶液中和H<,2>SO<,4>溶液