文档介绍：摘要
采用超声-脉冲电沉积技术,以镀层中 SiC 与 Cr 的含量和镀层厚
度为技术指标,对羧酸盐-尿素体系三价铬超声-脉冲电沉积 Cr/SiC 复
合镀层工艺及电化学行为进行了研究。
通过实验研究了不同镀液组成和工艺条件对镀层 SiC 含量、镀层
厚度、表面形貌的影响,确定了电沉积 Cr/SiC 复合镀层的最佳配方
-1 -1
和工艺条件为: CrCl3·6H2O mol·L ,Na3C6H5O7 ·L ,
-1 -1
Na2C2O4 mol·L , CO(NH2)2 mol·L , CH3COONa
-1 -1 -1 -1
mol·L , H3BO3 mol·L ,NaCl mol·L ,SiC mol·L ,CTAB
mol·L-1,电流密度 A·dm-2,pH ,温度 36℃,沉积时间
65min,脉冲工作比 ,换向时间 4ms,脉冲频率 22Hz 时,超声频
率 40kHz,超声功率 85W。在此最佳条件下,可以获得厚度为 µm、
SiC 含量为 %、硬度为的 Cr/SiC 复合镀层。
利用扫描电镜(SEM)、X 射线衍射(XRD)、能谱(EDS)等分析工具,
对 Cr/SiC 复合镀层的表面形貌、微观结构和组成进行了研究,结果
表明镀层表面均匀平整、晶体微粒为细小球状、无针孔和微裂纹;复
合镀层中均含有 SiC 分散相,复合镀层的基质金属相为单金属铬。磨
损和腐蚀实验表明,SiC 含量越高的 Cr/SiC 复合镀层,其耐磨性和耐
蚀性越好。
利用现代电化学研究方法,研究了超声波作用下羧酸盐-尿素体
系中三价铬复合电沉积的电化学行为。结果表明单一配合剂和复配剂
不仅能使 Cr3+两步放电电位均负移,还能增大析氢电位;同时各配合
剂之间还存在协同作用。超声波作用能使得铬 Cr3+两步放电电位均正
移 90mV,这有利于提高 Cr3+电沉积速度,从而获得镀层较厚的 Cr/SiC
复合镀层。但同时超声波作用也使得 H+析出电位正移,这又不利于
Cr3+的还原,因此,要适当控制超声波的功率。

关键词: 三价铬,复合镀层,混合羧酸盐-尿素配合剂,电化学行为,
超声-脉冲电沉积

I
ABSTRACT
The technology and electrochemical behaviors of ultrasonic-pulse
electrodepositing Cr/posite coatings from trivalent chromium
bath containing pound carboxylate-urea were investigated
according to the SiC and chromium content and the thickness of the
composite coatings.
The effects of the bath and the operating conditions on the SiC
content,thickness, surface appearance have been discussed, The optimum
-1
bath and operating conditions were obtained: CrCl3·6H2O mol·L ,
-1 -1 -1
Na3C6H5O7 ·L , Na2C2O4 mol·L , CO(NH2) 2 mol·L ,
-1 -1 -1
CH3COONa mol·L , H3BO3 mol·L , NaCl mol·L , SiC
mol·L-1, CTAB mol·L-1, current density A·dm-2, pH ,
temperature 36℃, electrodepositing times 65min, work ratio ,
switching times 4ms, pulse frequency 22Hz, ultrasonic frequency 40kHz,
ultrasonic power 85W. Under the optimum conditions, the Cr/SiC
composite coating with thickne