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延长化学镀镍及化学复合镀镀液使用寿命的研究

作　者: 仝翠
导　师: 刘锦云
学　校: 西华大学
专　业: 材料学
关键词: 化学镀镍磷化学Ni-P/Al2O3复合镀沉积速度镀液寿命
分类号: TQ153
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

化学镀镍-磷合金是利用自催化还原反应进行的表面处理工艺,历经半个多世纪的研发,已广泛应用于诸多工业领域。在此基础上,通过改变基质金属和分散微粒,从而获得耐磨性高、硬度高、具有自润滑性能、耐热性和特殊装饰性等优质性能的复合化学镀层,也有着广泛的应用。而化学镀镍及化学复合镀的核心是镀液配方成分和镀液维护、补充,延长镀液寿命可有效地降低成本和减少排放。因此化学镀镀液的维护和延长寿命的研究具有十分重要的意义。本文采用无添加连续施镀、直接添加补充液施镀和间隔取液法施镀三种施镀方式进行化学镀Ni-P实验。测定了三种施镀方式所得镀层的各种性能,以评定镀液的使用寿命。采用间隔取液法进行化学镀Ni-P/Al₂O₃复合镀层试验,对Ni-P/Al₂O₃镀层进行性能进行了测试。实验结果表明:无添加连续施镀时,镀液中有机酸分解,碱金属离子、酸根离子浓度增加,使镀液性能变差,仅3次施镀后,镀层的沉积速度下降约50%;采用直接添加补充液施镀时,一定程度上缓解了镀液迅速失效的问题,镀层厚度的变化小,但是施镀6次后,沉积速度由12.2μm/h下降到3.9μm/h,镀液稳定性不够好;采用间隔取液法施镀,镀液连续施镀10次,镀层的性能良好,镀层厚度值和硬度值变化幅度很小,沉积速度稳定,维持在12μm/h左右。采用间隔取液法实施化学镀Ni-P/Al₂O₃复合镀,镀液连续使用10次,镀层的硬度达到HV700左右,镀层厚度值和硬度值变化幅度较小,沉积速度稳定,维持在7μm/h左右;采用间隔取液法化学镀Ni-P镀层及化学镀Ni-P/Al₂O₃复合镀镀层均有着较小的孔隙率和较好的耐蚀性。综上所述,通过间隔取液法进行化学镀镍磷和化学复合镀,可以有效地延长镀液的使用寿命,且镀层性能良好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 绪论  10-32
  1.1 化学镀镍概述  11-20
    1.1.1 化学镀镍的发展历程  11-12
    1.1.2 化学镀镍的优点  12-13
    1.1.3 化学镀Ni-P 合金机理  13-17
    1.1.4 化学复合镀  17-20
  1.2 化学镀镍溶液  20-24
    1.2.1 化学镀镍磷溶液的分类  20-21
    1.2.2 化学镀镍磷合金溶液的组成  21-24
  1.3 化学镀镍液寿命的研究  24-30
    1.3.1 化学镀镍液的不稳定的原因  24-27
    1.3.2 延长化学镀镍液寿命的研究意义及研究现状  27
    1.3.3 延长化学镀镍液寿命方法的研究现状及存在的问题  27-30
  1.4 本课题研究目的、意义和内容  30-31
  1.5 本章小结  31-32
2 试验方法  32-41
  2.1 试验装置与设备  32-33
  2.2 延长镀液使用寿命的试验方法  33-34
    2.2.1 无添加连续施镀  33
    2.2.2 直接添加补充液法  33-34
    2.2.3 间隔取液法  34
  2.3 前处理工艺  34-36
    2.3.1 试样的材质和规格  34
    2.3.2 试样的前处理  34-35
    2.3.3 Al_20_3 微粒的前处理工艺  35
    2.3.4 装载比的确定  35-36
  2.4 化学镀镍液的配制和组成  36-38
    2.4.1 化学镀液的配制  36
    2.4.2 化学镀Ni-P 镀液的组成及工艺条件  36-37
    2.4.3 化学镀Ni-P 基本实验步骤  37
    2.4.4 化学镀复合镀镀液的组成及工艺条件  37
    2.4.5 化学镀复合镀实验基本步骤  37-38
  2.5 镀层性能及镀液性能的检测方法  38-40
    2.5.1 镀层的外观检验  38
    2.5.2 镀层厚度的检测  38
    2.5.3 镀层显微硬度的测定  38-39
    2.5.4 镀层孔隙率的检测  39
    2.5.5 耐腐蚀性的测试方法  39
    2.5.6 沉积速度的测定  39-40
    2.5.7 镍离子浓度的测定  40
  2.6 本章小结  40-41
3 化学镀Ni-P 实验的结果与分析  41-52
  3.1 无添加连续施镀实验结果  41-42
    3.1.1 镀层截面形貌观察  41-42
    3.1.2 镀层的厚度和沉积速度  42
    3.1.3 镀层的硬度  42
  3.2 直接添加补充液法实验结果  42-45
    3.2.1 镀层截面形貌观察  42-44
    3.2.2 镀层的镀厚和沉积速度  44
    3.2.3 镀层截面硬度测定  44-45
  3.3 间隔取液法实验结果  45-50
    3.3.1 镀层截面的形貌观察  45-46
    3.3.2 镀层的厚度和沉积速度  46-48
    3.3.3 镀层能谱分析  48-49
    3.3.4 镀层截面硬度测定  49-50
  3.4 实验结果分析  50
  3.5 本章小结  50-52
4 化学复合镀Ni-P/Al_20_3实验结果与分析  52-57
  4.1 镀层截面的形貌观察  52-53
  4.2 镀层厚度及沉积速度  53-54
  4.3 镀层截面的能谱分析  54-56
  4.4 镀层硬度的测定  56
  4.5 本章小结  56-57
5 镀层的物理及化学性能  57-59
  5.1 镀层孔隙率的测定  57
  5.2 镀层的耐腐蚀性能  57-58
  5.3 本章小结  58-59
结论  59-60
参考文献  60-63
攻读硕士学位期间学术论文及科研情况  63-64
致谢  64-65

延长化学镀镍及化学复合镀镀液使用寿命的研究

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