文档介绍：毕业设计(论文)译文
题目名称:枪色电镀工艺的研究
院系名称:材料与化工学院
班级:应用化学072
学号:200701534223
学生姓名:黄伟
指导教师:赵尧敏
2011年 03月
一种新型的粒径尺寸呈梯度分布的电解沉积的纳米结构镍镀层
Liyuan Qin, Jiying Xu, Jianshe Lian *, Zhonghao Jiang, Qing Jiang
Key Lab of Automobile Materials, Ministry of Education, College of Materials Science and Engineering, Jilin University, Nanling Campus, Changchun, 130025, China
摘要
在直流电解沉积中,随着粒度细化剂糖精的浓度逐渐增加,薄钢板作为沉积基底得到具有纳米结构的镍镀层,其颗粒尺寸呈梯度分布。X-射线衍射分析表明随着糖精含量增加,沉积的优先方位从200晶面变成111晶面。
透射电镜照片可以看到粒径由表面层的22nm变到镀层和基底的界面附近的586nm。NaCl溶液中的电化学性能测试、硬度和弯曲测试结果表明在同一基底上粒径呈梯度分布的镀层比粒径均匀的镀层有更高的硬度、更好的抗腐蚀性能且与基底有更强的结合力。
1引言
由于纳米结构材料与常见的大尺寸颗粒材料相比,具有独特的化学与机械性能,因此其研究是科学与工业团体的焦点[1-4]。这些材料大部分被用来作为工程基地的表面涂层。在包含热学表面耐磨与耐腐蚀性能以及电子学应用中,由于表面涂层与基底间性质的差异而导致压力集中而造成界面处的结合不佳。解决这个问题的一个可能办法是采用斜晶材料,一种可以延长材料使用寿命的材料[5-7]。斜晶型材料可以提供一种改进材料性质的方法,因为他的性质会依据合成物而改变,结构也会由内到外的发生改变。
所以满足更高要求的关键是用一种简单方法制造一种理想的材料。电沉积技术是一种有用而通用的制造纳米金属的方法[8-9]。一些纳米金属例如镍[3,10],铜[4,11],钴[2]等以经被制造出来了而且被用于研究微结构金属的力学性能和变形机理。此外,不同的粒径可以通过向电解液中加入不同量的颗粒提纯剂如糖精,柠檬酸钠来获得[12]。早期研究表明:微结构金属的机械性能,热稳定性,摩擦性能,耐腐蚀性等受粒径与成分的影响非常大[4,7,13-14]。然而,并没有报道说制造纳米结构金属时通过在电沉积过程中向电解液中加入不同浓度的糖精可以使粒径由常见晶型向纳米晶型转变。
在我们的前期工作中,通过在直流电镀的电解液中加入2-丁炔基-1,4-二醇(作为结晶剂)而制造出一种层状纳米镍[15]。这种层状纳米镍由细微的纳米尺寸颗粒交替层状物构成。因此这种材料的强度和延展性处于微晶粒镍和纳米镍之间,在目前的研究中,一个粒径呈梯度分布的纳米镍镀层是为了使基底获得一个具有高表面硬度,良好的内部延展性,良好的结合性能以及更好的耐腐蚀性能的保护层。其通过在直流电镀电镀液中调节细晶剂的含量来获得显微结构(投射电子显微镜和
X射线衍射观察),硬度,耐腐蚀性,结合能力与粒径均匀的纳米镍镀层对此比而得到研究。
2实验步骤
基底材料采用的是薄钢板(C1008,AISI),所有的基底都用粒度为2000的SiC砂纸打磨以获得均匀的表面。打磨后。基底用三***乙烯洗涤除去表面泥污或油脂并用去离子水漂洗,然后基底用甲苯和***在超声波中除油5分钟。,最后用去离子水漂洗除去所有的洗涤液,在用去离子水漂洗后,钢基底放入电镀液中来进行电镀镍镀层。
镀在钢基底上的纳米镀层是在改进后的瓦特液中用直流电电镀的。改进的瓦特液由NiSO4,NiCl2,NaCL,H3BO4构成,,温度为50℃,直流电流密度为2A/。除了间歇的向电镀液中加入细晶剂。首先,,,,,,,,,在电镀152min之后,粒径呈梯度分布的纳米镍镀层的厚度大约为50μm。另一以镀层厚度达到300μm的粒径呈梯度分布的纳米镍镀层可以通过没120min补加糖精的方法制得。在这个过程中可以通过使用紫外-可见分光光度计(725PC)来检查镀液中糖精的浓度。阳极是纯镍片。为了对比,