锌镍合金电镀的国内外研究现状及发展趋势
时间:2018-04-03 15:35 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 锌镍合金国外研究情况上世纪40年代中期，LustmanB[3]就发表了有关氯化物电镀锌镍合金的文章；在这之后Schants[4]申请了美国专利，提出了在酸性镀锌溶液中加入镍盐可以获得含量约15%左右的锌镍合金镀层，耐蚀性比锌镀层要好；其后，焦磷酸盐、氨基磺酸盐和强碱性锌酸盐等锌镍合金电镀技术逐渐增长。1968年，P. P. Kirichok[5]开始通过x射线衍射能谱较准确的解释了锌镍合金的成份，为工艺中控制镀层镍含量带来了很大帮助。70年代初期，对于锌镍合金工艺的深入研究是从日本开始，而且还把这项工艺应用在兑钢铁零件的保护上。人们首先把光亮剂添加到锌镍合金镀液里，然后被当做装饰性镀层使用的是含镍量为12~18%的锌镍合金镀层。从1960年起，为了顺应潮流，满足汽车行业、电子行业和建筑行业等领域的需求，美国和日本等国将他们的研究重心放在将钢铁基体上电镀锌镍合金的工艺，来提高钢铁的耐腐蚀性能。史密斯等人从事在薄钢板连续镀上锌镍合金的研究，得到的结论为：镀层中含锌量为2~12%，而最佳的含量为5~10%。善德等人在1980年发明了一种镀液，使得电镀光亮锌镍合金在次镀液中进行操作，所得到的镀层光亮平整，且含镍量在10~12%的基础上逐渐发展起来。Rynne发表论文称在锌镍合金镀液中加入乙基壬酸醇13g/L,邻氯苯甲醛1g/L,在0.1~2A/dm2电流密度范围内电镀可获得全光亮镀层。前苏联PIPE工业研究所用乙酸水杨酸,磺基水杨酸等化合物作光亮剂,可获得低电流密度区较好的锌镍合金镀层[6]。Kamitami等人提出使用氨基鳌合物及适当的光亮剂可获得全光亮的锌镍合金镀层[7]。1988 年，美国在酸性电镀中获得 Zn-Ni 合金镀的钢带，并对此项成就申请了专利[8]。E. García 等人研究了在碱性锌酸盐溶液中制备的特殊结构和较小的应力的锌镍合金镀层[9]。在文献中他强调了通过改变合金电镀的工艺参数可以调整合金镀层的金相结构。近十年来在络合剂与添加剂研究领域中，对工艺方面的控制以及各种体系下添加剂的使用也进入更深一层的探讨[10,11]。之后莫塔格埃姆等人阐述了在酸性体系中的沉积锌镍合金工艺与电化学特征[12,13]。Heydarzadeh Sohi 和 M. Jalali 研究了在铬酸盐溶液中制备锌镍合金，Müller C.[14]总结了碱性锌酸盐体系制备锌镍合金镀层添加剂种类和合成方式。Y.F. Jiang[15]可以在镁合金上实现锌镍合金电镀，拓展了锌镍合金技术在不同的基体上的应用。20521 2 锌镍合金国内研究情况 论文网 我国于上世纪八十年代对锌镍合金开始了深入研究[16]，其探索内容大部分为酸性氯化物电镀工艺。吉林大学李光玉等人采用扫描电镜等仪器研究了电流密度对Zn-Ni合金组成及结构的影响，在电流密度为 0.5~50A/dm2的条件下得到了纳米锌镍合金镀层均为单一的γ-相（Ni5Zn21）结构。随着电流密度的增高，在中高电流密度区的晶粒度保持在一个稳定的值，而在低电流密度区的晶粒度会由大快速变小。亚微米等级的晶粒团簇存在于镀层中，它们的晶粒大小会随着电流密度增大而增大呈线性变化。在中国矿业大学的欧誊梅等人的报道中具体分析了锌镍合金在电沉积过程当中温度、导电盐、添加剂量和 pH 值等工艺参数对镀层镍含量的影响，吴芬蓉等人通过筛选不同的添加剂对锌镍合金电镀工艺进行了探索。 国内的研究这则更多地关注与添加剂。费世东（湖南大学）研究锌镍合金的碱性电镀。他通过将三乙醇胺或三乙烯四胺来用作为络合剂来达到这一目的。茴香醛能够与配合物中的有机胺进行反应，反应得到希夫碱，从而增强镀液的吸附性。同时镍的配合物也能够促进锌的沉积。拉近锌和镍离子的沉积电位，然后发生共沉淀。锌镍李子的沉积电位邻近的结果并不理想，这是由于酒石酸加纳和柠檬段双配位体系在抑制镍的化学沉积。所以我们需要选择不稳定系数更加小的镍的络合剂来作用。另外龚利华（江苏科技大学）原主要从实添加剂在电镀锌镍合金中的作用的研究。为了验证猜测，他们测量了镀液的极化曲线并进行了一系列的对比研究，并且得出结论。他们认为加入添加剂之后的镀层更加光亮且平整是因为以及极化能力被大大地提升了。在这一理论基础上，他们又对镀层的耐蚀性进行了测量和研究，他们利用正交试验法，得到了光亮镀层的最好的镀液配方。周晓荣等人通过添加黑色光亮剂在碱性锌镍合金镀液中研究出黑色锌镍合金镀层，黑色锌镍合金镀层具有更高的耐蚀性[18]。用三乙醇胺作为添加剂，其主要是提高了镍的络合剂作用，改良镀层外观，对镀液成份进一步产生影响[19]。卢锦堂用咪唑、多乙烯多胺与环氧氯丙烷反应制初级光亮剂和香草醛、胡椒醛、香兰素等醛类混配而成的次级光亮剂效果很好[20]。哈尔滨工业大学、武汉材料保护研究所和厦门大学都成功的开发出锌镍合金的添加剂。 (责任编辑：qin) |