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45钢化学镀实验及镀层性能研究

作　者: 廖西平
导　师: 陈玉安
学　校: 重庆大学
专　业: 材料学
关键词: 化学镀镍多元化学镀镀层结构镀层性能镀后处理
分类号: TG174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

化学镀镍(electroless nickel plating)是通过金属表面的自催化还原沉积金属的一种化学反应。由于化学镀具有许多优于电镀的特性,加上化学镀层具有突出的性能,在计算机、微电子工业、石油化工工业、机械、模具、汽车、食品、航天航空等行业得到广泛的应用。本文全面地研究了化学镀镍有关规律、特性以及实用价值,为发展、推广应用化学镀创造基础。通过酸性化学镀镍、碱性化学镀镍、多元化学镀等实验,找出化学镀镍的工艺特点,并对实验样品做了较全面的性能测试,从理论上进行了分析。实验结果表明:①酸性化学镀镍的镀层含磷量高,施镀温度也高。镀层结构为非晶态和微晶态的混合结构,即混晶态。镀层的耐腐蚀性极好,在稀酸、碱、盐、大气等中腐蚀很少。经过热处理后,镀层的硬度可达到1000HV左右。耐磨性能优良,且镀层结合力牢固。②碱性化学镀镍的镀层含磷量较低,启镀温度也低。镀层结构趋向于微晶态。耐蚀性比较差。适应于低温化学镀,如塑料化学镀等。③多元化学镀是化学镀的发展方向。Cu-Ni-P化学镀的耐腐蚀性最好,在稀硫酸中的耐腐蚀性甚至超过不锈钢。此外,Cu-Ni-P镀层的钎焊性也很好,在印刷电路、计算机镀底盘、空间望远镜的电子元件外罩等方面都有重要的应用。④镀后处理。镀后处理有钝化处理和热处理,钝化处理可以提高镀件在某些腐蚀介质中的耐腐蚀性。热处理不仅可以消除镀层内部应力,还可以形成氧化膜,改善镀件在大气中的耐蚀性。热处理还有一个主要作用,就是提高镀件的硬度,极大地提高耐磨性。使化学镀在磨损零件修复、塑料模具、齿轮、齿轮轴、石油阀门球芯等方面得到良好的应用。本文还着重讨论了各种镀液配方对化学镀镍工艺的影响、工艺参数对镀层含磷量的影响以及提高镀件耐蚀性、耐磨性的各种方法等。实验证明,双层镀是提高镀件耐蚀性最有效的措施。而加入合金元素(多元化学镀)则能明显地提高硬度和耐磨性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-17
  1.1 化学镀的开发意义及应用前景  9
  1.2 化学镀的开发现状  9-11
  1.3 化学镀镍的研究进展  11-13
    1.3.1 化学镀镍磷层的特点  11-12
    1.3.2 化学镀镍的制备方法  12-13
    1.3.3 改进化学施镀的方法  13
  1.4 化学镀镍的应用前景及存在的问题  13-15
    1.4.1 应用前景  13-14
    1.4.2 存在的问题  14-15
  1.5 本课题的研究目的、研究内容及研究方法  15
    1.5.1 本课题的研究目的  15
    1.5.2 本课题的研究内容  15
    1.5.3 本课题的研究方法  15
  1.6 本课题的研究难点及解决方法  15-17
    1.6.1 研究难点  15-16
    1.6.2 解决方法  16-17
2 试验方法  17-27
  2.1 酸性化学镀NI-P 合金  17-22
    2.1.1 试验用化学药品  17-19
    2.1.2 化学镀镍工艺  19-22
  2.2 碱性化学镀镍  22-23
    2.2.1 碱性化学镀镍的配方  22-23
    2.2.2 碱性化学镀镍的工艺  23
  2.3 多元NI-CU-P 化学镀  23-24
    2.3.1 多元镀Ni-Cu-P  23-24
    2.3.2 多元镀Ni-Mo-P  24
  2.4 镀后热处理和钝化处理  24-26
    2.4.1 除氢及去应力的低温退火  24-25
    2.4.2 钝化处理  25-26
  2.5 实验仪器  26-27
3 试验结果与分析  27-43
  3.1 耐腐蚀性试验  27-28
    3.1.1 失重法试验  27
    3.1.2 户外大气暴晒试验  27-28
    3.1.3 极化曲线  28
  3.2 耐腐蚀性分析  28-31
  3.3 镀层硬度和摩擦系数的试验  31-32
    3.3.1 硬度试验  31-32
    3.3.2 摩擦系数的测定  32
  3.4 镀层的X 射线衍射试验和形貌观察  32-38
    3.4.1 X 射线衍射试验  32-37
    3.4.2 镀层形貌观察  37
    3.4.3 镀层结合力检验  37-38
  3.5 镀液配方分析  38-43
    3.5.1 主盐的选择  38-39
    3.5.2 还原剂的确定  39
    3.5.3 络合剂性能的分析  39-41
    3.5.4 稳定剂的稳定性能  41-42
    3.5.5 光亮剂的试用效果  42-43
4 讨论  43-49
  4.1 镀层耐蚀性的影响因素  43-45
    4.1.1 电位差  43
    4.1.2 镀层含磷、铜量  43-44
    4.1.3 镀层的孔隙率  44-45
  4.2 镀层耐磨性的影响因素  45-46
    4.2.1 镀层硬度的影响  45-46
    4.2.2 耐磨性的其它影响因素  46
  4.3 络合剂的选择及效果  46-47
  4.4 碱性化学镀的特点  47-49
5 结论  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-54
附录作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  54

45钢化学镀实验及镀层性能研究

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