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    耐蝕性鎳基合金及其復合鍍層
    2018-01-24

    ? 耐蝕性較好的鎳合金有Ni-P、Ni-Cr、Ni-Zn等合金及其復合鍍層。電鍍Ni-P合金的優點是沉積速度快,鍍液的穩定性好,成本低,膜層的耐磨性及耐蝕性優良[19]。Ni-P合金鍍層中P質量分數達12.9%時其結構具有非晶態特征,具有較高的電極電位和優良的耐蝕性,其原因在于非晶態合金自身的均勻性及合金表面磷元素富集的結構,而不是合金的自鈍化[7,20]。姜良峰等[21]研究表明,Ni-P非晶合金受到砂粒的沖擊后,表面組織發生了明顯的非晶向微晶的組織轉變,其沖蝕性能和腐蝕性能配合較好,因此相對純鎳擁有更好的沖蝕-腐蝕磨損性能。在電鍍鎳-磷合金中加入少量的其他元素,可以改善鍍層性能,例如Fe、W元素的加入,既能保證優良的耐蝕性能又能顯著提高鍍層的硬度、耐磨性及熱穩定性[22-23]。加入一些耐磨性的粒子能夠提高膜層的硬度,例如,邵光杰[20]在Ni-P合金鍍液中添加SiC粒子制備出(Ni-P)-SiC鍍層,復合鍍層的硬度顯著提高,復合鍍層中SiC質量分數越多,鍍層的硬度和耐蝕性越好。當鍍液中TiO2的質量濃度為8g/L時,(Ni-P)-TiO2納米復合鍍層腐蝕電位**,耐磨性能**;在鍍態或熱處理后,(Ni-P)-TiO2復合鍍層的硬度明顯高于Ni-P合金鍍層,且經過400℃熱處理后,復合鍍層的硬度高達1600HV[24]。對于Ni-Cr合金電沉積的研究已經非常悠久,但它仍然處于不斷探索研究之中。近十年來,諸多學者對Ni-Cr合金中三價鉻電鍍作了大量的研究工作,目前常用的電沉積體系有DMF體系、甲酸體系、乙酸體系、氨基乙酸體系和它們的混合體系等[6]。

    ????何新快等[25]研究了三價鉻脈沖電沉積納米晶Ni-Cr合金工藝,實驗結果表明,鍍層的厚度隨合金中鉻含量的增加而減少;當Ni-Cr合金鍍層中鉻質量分數為24%時,鍍層的δ大于10μm,無裂紋,晶粒為納米球狀晶粒。楊余芳[6]研究發現,溫度升高可使Ni-Fe-Cr合金鍍層的共沉積反應速度加快,但使鍍層中Cr含量降低;光亮劑增大了Ni-Fe-Cr共沉積的陰極極化,導致鍍層致密、晶粒細化。

    ????電鍍Ni-Zn合金是近年來在電鍍鋅的基礎上發展起來的一種高耐蝕合金鍍層,其耐蝕性為純鋅鍍層的4~8倍,當鍍層中鎳質量分數在8%~15%時具有較高的耐蝕性,其中13%鎳的合金綜合性能**[26]。劉力虎[27]制備了鐵磁/非鐵磁Ni-Zn并進行Ni-Zn納米線的研究。實驗結果發現,低電壓下制備的合金納米線,主要以單晶鎳的面心立方相結構為主,此時的納米線結構均勻,內部由于雜質引起的缺陷相對較少;隨著沉積電壓的升高,納米線中非鐵磁性金屬鋅含量逐漸增大,由于鋅的摻入結構缺陷無規則分布于線體中,將連續的磁性納米線分割成不連續納米線段,結果引起納米線體系靜磁耦合作用加強。

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