代铬镀层的制备与性能研究

论文摘要

随着科学技术的进步和人们环境保护意识的增强,寻找代铬镀层势在必行。本论文首先通过电沉积的方法,向Ni-W镀液中添加粒径3μm的Al2O3微粒,电沉积制备Ni-W/Al2O3复合镀层。研究镀液中Al2O3含量、电流密度等参数对镀层组成的影响。Ni-W/Al2O3复合镀层中的Al2O3含量随镀液中Al2O3微粒添加量的增加而增大。随着电流密度的升高,镀层中的Al2O3微粒含量增大,当电流密度达到15A/dm2,Al2O3微粒的含量达到最大,之后随电流密度的升高而下降。Ni-W/Al2O3复合镀层的内应力随着Al2O3复合量的增加而减小,最小可降至Ni-W合金镀层的1/3左右。Ni-W/Al2O3复合镀层的耐磨损性能随着镀层中Al2O3微粒含量的增大而提高。在600℃下进行热处理后,复合镀层的耐磨损性能比热处理前有显著提高。Ni-W/Al2O3复合镀层的硬度随镀层中Al2O3微粒含量的增加而增大,最高可达到708Hv。在600℃下进行热处理后,复合镀层的硬度达到1197Hv,比热处理前有显著提高。通过测定Ni-W/Al2O3复合镀层在3%NaCl溶液和0.5mol/L H2SO4溶液中的阳极极化曲线和电化学阻抗谱以及对复合镀层在3%NaCl溶液和0.5mol/L H2SO4溶液中进行浸泡的直接腐蚀数据进行分析,可以看到,Ni-W/Al2O3复合镀层的耐腐蚀性能不如Ni-W合金镀层,且随镀层中Al2O3复合量的增大耐蚀性能下降。热处理后复合镀层耐蚀性能比热处理前有所降低。考虑到纳米材料具有比普通材料高得多的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。通过向镀液中添加粒径为200nm和20nm的Al2O3微粒,制备Ni-W/Al2O3纳米复合镀层。纳米复合镀层的耐磨损性能随着镀液中Al2O3微粒含量的增大而提高。随着Al2O3微粒粒径的减小,相同Al2O3微粒添加量下制备的纳米复合镀层耐磨损性能提高。纳米复合镀层的硬度随镀液中Al2O3微粒含量的增大而提高,随着Al2O3微粒粒径的减小,相同Al2O3微粒添加量下制备的纳米复合镀层硬度提高。在600℃下进行热处理后,纳米复合镀层的硬度比热处理前有显著提高,达到1498Hv。通过测定Ni-W/Al2O3（20nm）纳米复合镀层在3%NaCl溶液和0.5mol/L H2SO4溶液中的阳极极化曲线和电化学阻抗谱,考察纳米复合镀层在以上两种溶液中的腐蚀行为,可以看到,随着镀液中Al2O3（20nm）微粒含量的增加,纳米复合镀层的耐腐蚀性提高,当镀液中Al2O3微粒添加量达到15g/L时达到最佳,然后随Al2O3微粒添加量的增加而降低。通过比较Al2O3微粒粒径对复合镀层性能的影响发现,随着Al2O3微粒粒径的减小,镀层的硬度,磨损性能以及在3%NaCl溶液和0.5mol/L H2SO4溶液中的耐腐蚀性能都有所提高,Ni-W/Al2O3（20nm）复合镀层的综合性能最好。Ni-W/Al2O3复合镀层在硬度以及在3%NaCl溶液中的耐腐蚀性

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 清洁生产产生的背景与发展现状
• 1.2 清洁生产推行状况
• 1.3 电镀行业实行清洁生产势在必行
• 1.4 代铬镀层的发展现状
• 1.5 本论文的主要工作
• 第二章 试验装置与分析方法
• 2.1 装置、设备与工艺流程
• 2.2 配方及工艺条件
• 2.3 镀层组成分析方法
• 2.4 镀层磨损性能测试
• 2.5 镀层硬度测试
• 2.6 镀层热处理实验
• 2.7 镀层形貌的观察
• 2.8 镀层腐蚀行为测试
• 2.9 镀层内应力测试
• 第三章 结果与分析
• 3.1 复合镀工艺实验
• 3.2 镀层内应力实验
• 3.3 电沉积条件对复合镀层磨损性能的影响
• 3.4 电沉积条件对复合镀层硬度的影响
• 2O₃复合镀层腐蚀行为的研究'>3.5 Ni-W/Al₂O₃复合镀层腐蚀行为的研究
• 2O₃微粒的分散与形貌观察'>3.6 纳米Al₂O₃微粒的分散与形貌观察
• 2O₃纳米复合镀层磨损性能的影响'>3.7 电沉积对Ni-W/Al₂O₃纳米复合镀层磨损性能的影响
• 2O₃纳米复合镀层硬度的影响'>3.8 电沉积对Ni-W/Al₂O₃纳米复合镀层硬度的影响
• 2O₃纳米复合镀层腐蚀行为的研究'>3.9 Ni-W/Al₂O₃纳米复合镀层腐蚀行为的研究
• 2O₃微粒粒径对复合镀层性能的影响'>3.10 Al₂O₃微粒粒径对复合镀层性能的影响
• 2O₃复合镀层与硬铬镀层的性能比较'>3.11 Ni-W/Al₂O₃复合镀层与硬铬镀层的性能比较
• 3.12 镀铬废水与Ni-W废水处理技术的几点考虑
• 第四章 结 论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况
• 致 谢