锡镍合金镀层薄膜的制备及其耐腐蚀性能研究--《湘潭大学》2008年硕士论文
锡镍合金镀层薄膜的制备及其耐腐蚀性能研究
【摘要】：
锡镍合金镀层不仅具有优良的可焊性、耐腐蚀性和电化学性能等特性,而且具有庄重高雅的外观,因此该材料不仅作为功能性镀层应用于锂离子电池负极材料,还可以作为结构镀层广泛应用于材料保护和装饰,是一种极具发展前景的合金薄膜材料。更重要的,锡的价格比镍要低,而镍镀层作为一种传统的防护装饰性镀层,由于长期的广泛应用,已经造成了镍资源的匮乏,从而使镍的价格不断上涨。因而,将锡镍合金镀层作为代镍镀层应用于材料保护,一方面可以降低成本,另一方面更可以提高其性能,特别是耐腐蚀性能。特别是把锡镍合金镀层应用于本课题组研发出的并已产业化的覆镍深冲钢带,具有重要的实际意义。论文主要内容包括以下几个方面:
第一,论文参考传统的锡镍合金电沉积工艺,通过选用合适的络合剂和有机酸类添加剂,调整锡镍沉积电位,实现了锡镍合金共沉积,制备出银白色外观、镀层锡含量65%的锡镍合金镀层薄膜;同时运用测量极化曲线的方法研究了所选用的添加剂对锡镍合金共沉积的影响规律。结果表明:添加剂的加入有效的改变了锡镍合金共沉积的极化行为,促进了锡镍合金共沉积。
第二,论文按照研发出的锡镍合金电沉积工艺制备出锡镍合金镀层,并且通过改变镀液中添加剂的含量,制备出不同外观、不同镀层锡镍比的锡镍合金镀层薄膜;利用XRD、SEM等测试方法表征了锡镍合金镀层薄膜的形貌和微观结构,重点研究了添加剂对锡镍合金镀层薄膜微观结构的影响规律。
第三,论文分别采用盐雾试验方法和电化学方法测试了锡镍合金镀层耐腐蚀性能,对镍镀层、覆镍深冲钢带和锡镍合金镀层进行了对比测试,并分析讨论了添加剂对锡镍合金镀层耐腐蚀性能的影响,对锡镍合金镀层的耐腐蚀机理进行了分析研究。最后从耐腐蚀性能角度探讨了锡镍合金镀层应用于覆镍深冲钢带的可行性。结果表明:其他条件相同情况下,镀液添加剂含量为2g/L时制备的锡镍合金镀层薄膜的耐腐蚀性能最优,此时比传统的镍镀层耐腐蚀性能更优,但比覆镍深冲钢带的耐腐蚀性能较差;锡镍合金镀层可以作为中间镀层应用于覆镍深冲钢带,以降低成本和提高其耐腐蚀性能。
总之,论文制备出的银白色外观、耐腐蚀性能优异、成本低廉的锡镍合金镀层薄膜,是一种理想的代镍镀层,特别是为覆镍深冲钢带产品的优化提供了一种新的思路。
【关键词】：
【学位授予单位】：湘潭大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2008【分类号】：TQ153;TG174【目录】：
Abstract5-9
第1章 绪论9-20
1.1 合金电沉积9-11
1.1.1 合金电沉积的历史与发展9-10
1.1.2 合金镀层的应用10-11
1.1.3 电沉积法制备合金的特点11
1.2 合金电沉积原理11-15
1.2.1 金属共沉积的基本条件12-13
1.2.2 实现金属共沉积的方法13-14
1.2.3 合金电沉积类型14-15
1.3 镀层薄膜材料的腐蚀15-17
1.3.1 腐蚀的分类15-16
1.3.2 金属腐蚀的研究方法16-17
1.4 锡镍合金的研究进展17-18
1.4.1 电沉积锡镍合金研究进展17-18
1.4.2 锡镍合金其它研究及其应用18
1.5 选题依据及主要工作18-20
1.5.1 选题依据18-19
1.5.2 主要工作19-20
第2章 锡镍合金电沉积工艺的研究20-29
2.1 引言20
2.2 锡镍合金共沉积工艺20-23
2.2.1 镀液成份的确定20-22
2.2.2 镀液配制过程22-23
2.2.3 实验仪器和药品23
2.2.4 电沉积过程23
2.3 试验结果与讨论23-27
2.3.1 工艺参数对电沉积锡镍合金的影响23-25
2.3.2 添加剂对镀液极化曲线的影响25-27
2.4 本章小结27-29
第3章 锡镍合金镀层薄膜微观结构表征29-37
3.1 引言29
3.2 添加剂对镀层微观结构的影响29-34
3.2.1 SEM分析29-31
3.2.2 EDS分析31-33
3.2.3 XRD分析33-34
3.3 结果分析与讨论34-35
3.3.1 添加剂对晶粒尺寸的影响34-35
3.3.2 添加剂对织构形成的影响35
3.4 本章小结35-37
第4章 锡镍合金镀层耐腐蚀性能研究37-52
4.1 引言37
4.2 盐雾试验表征耐腐蚀性能37-39
4.2.1 盐雾试验的概念37-38
4.2.2 人工模拟盐雾试验38
4.2.3 盐雾试验标准38-39
4.3 电化学方法表征耐腐蚀性能39-45
4.3.1 电化学腐蚀动力学理论基础40-41
4.3.2 塔菲尔直线外推法测定腐蚀速率41-42
4.3.3 线性极化法测定金属腐蚀速率42-44
4.3.4 实验过程44-45
4.4 试验结果与讨论45-51
4.4.1 添加剂对锡镍合金镀层耐腐蚀性能的影响45-48
4.4.2 锡镍合金镀层与镍镀层耐腐蚀性能的比较48-49
4.4.3 锡镍合金镀层耐蚀机理探讨49-51
4.5 小结51-52
第5章 总结与展望52-54
5.1 论文总结52-53
5.2 论文展望53-54
参考文献54-58
攻读学位期间发表论文59
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