脉冲电沉积镍合金工艺研究

论文摘要

本文综述了脉冲电沉积的工作原理、优点等,回顾了近几年脉冲电沉积在Ni-P、Ni-Fe、Ni-Zn、Ni-Co、Ni-Cu等镍合金领域的应用研究状况,并对脉冲电沉积今后的发展前景作了展望。镍基合金广泛应用于航空航天、能源工程及防腐工程等方面,尤其是在高温氧化的工作环境下。Ni-Co合金因其优良的磁性、耐磨性、热导性及电催化性而广泛应用于高技术行业中。镀层性能与其成分及结构有密切的关系。而铜含量为30%的Ni-Cu合金镀层在海水、酸性、碱性及还原性气体氛围中有良好的耐蚀性。脉冲电沉积是优于直流电镀的电化学表面改性工艺,脉冲电沉积的微观形貌和结构依赖于晶粒的细化及长大。本课题侧重于研究电沉积工艺中使用脉冲电源,在铝基体上沉积Ni-Co及Ni-Cu合金镀层,考察脉冲参数对镀层的影响,主要工作如下：采用电化学工作站测量Ni-Co合金沉积的极化曲线及添加剂对金属析出电位的影响。结果表明,合金的形成对金属钴的还原析出有去极化作用,Ni-Co合金的电沉积过程符合异常共沉积机理。在基础镀液NiSO4·6H2O 240g/L、CoSO4·7H2O 8g/L、H3BO3 45g/L、NaCl 20g/L,pH 4.3,镀液温度55±2℃,沉积平均电流密度2.8～3.2A/dm2条件下,制备Ni-Co合金镀层,研究了脉冲频率、占空比等对镀层内应力、沉积速率、镀层钴含量、镀层表面微观形貌及耐蚀性的影响。使用恒稳直流电源,霍尔槽试验分析了EDTA、焦磷酸盐、柠檬酸盐等络合剂对镍铜镀层的外观及霍尔片电流密度分布,最后确定使用柠檬酸盐作络合剂进行脉冲电镀镍铜研究。在基础镀液NiSO4·6H2O 120g/L、CuSO4·5H2O 10g/L、C6H5Na3O7·2H2O 70g/LH3BO3 20g/L、NaCl 12g/L, pH5.1,镀液温度40±2℃的条件下,初步研究不同脉冲条件镍铜镀层的外观,并初步研究了脉冲频率及占空比对镀层内应力的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 脉冲电镀的基本概念
• 1.2 脉冲电镀理论及机理
• 1.3 合金沉积原理
• 1.4 脉冲镀镍基合金的研究现状
• 1.5 NI-CO合金镀层的研究现状
• 1.6 NI-CU及相应三元合金镀层的研究现状
• 1.7 脉冲电镀存在问题及前景展望
• 1.8 课题选题及研究意义
• 第二章 实验及研究方法
• 2.1 实验原材料及仪器
• 2.2 实验方法
• 第三章 脉冲电沉积镍合金的工艺及性能研究
• 3.1 NI-CO电沉积工艺及性能研究
• 3.2 NI-CU电沉积工艺及性能研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A （攻读学位期间发表的论文目录）