代铬镀层的研究进展

六价铬会严重破坏环境并危害人类的健康,所以开发无六价铬的代铬镀层电镀工艺具有重要的现实意义。本文主要介绍了几种代铬镀层的研究进展,包括合金代装饰铬镀层、电镀及化学镀合金代硬铬镀层以及复合镀代铬镀层等,重点论述了其特点、典型电镀工艺及其应用,并结合其研究现状对代铬镀层的发展进行了展望。     

代铬刷镀层的耐腐蚀机理的考察

对新型的代铬刷镀层Ni-Fe-W-P-S进行了耐腐蚀性能机理的分析研究。用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、扫描隧道显微镜(STM)、X射线衍射及电子能谱(XPS)等的分析表明，基体组织为非品结构是代铬刷镀层优异耐腐蚀性的主要原因.     

从三价铬镀液中电沉积可替代硬铬镀层的铬合金镀层

为了解决目前三价铬镀铬技术的一些致命缺陷，使三价铬镀铬能够最终全面取代六价铬镀铬，近几年来作者进行了大量探索性试验，逐步确定了用电镀非晶态铬合金镀层代替纯铬镀层的技术路线，并开发成功了从三价铬镀铬中电镀非晶态Ｃｒ－Ｆｅ－Ｃ合金镀层的工艺，该镀层在耐磨蚀性等主要性能上保持了传统六价铬镀层的水平，彻底消除了六价铬电镀所造成的严重环境污染问题，并在工艺性能，生产成本等方面与现有的三价铬镀铬技术相比具备一     

电沉积非晶态铁—铬合金镀层的研究

本实验通过控制镀液组成和操作条件获得了非晶态铁－铬合金镀层，实验分析了ＰＨ值，电流密度以及镀层中铬含量对所形成镀层的非晶态结构的影响，阳极极化曲线测量结果表明，与晶态层相比，非晶态度层具有较高的耐蚀性。     

穆斯堡尔谱研究电镀镍铁合金层

用穆斯堡尔谱研究了电镀镍铁合金层的形成过程,镀液中Al~(3 ),Mn~(2 ),Cr~(3 ),Zn~(2 )及Cu~(2 )等离子的存在对镀层组成、织构等的影响以及不同铬处理后镍铁镀层的织构和耐蚀性;分析了铬、锰等元素在其中所起的作用;并初步探讨了形成层状结构的原因.     

电沉积非晶态Ni-W-B/ZrO_2复合镀层及其结构与性能

在含有二氧化锆的Ni-W-B电解液中,电沉积获得Ni-W-B/ZrO2复合镀层.用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学技术较系统地研究了Ni-W-B/ZrO2复合镀层的电沉积、热处理过程,以及镀层的结构、表面形貌、显微硬度和耐腐蚀性能.结果表明,复合镀层的质量组成为Ni47.5%、W40.9%、B0.9%和ZrO210.7%.DSC和XRD结果清楚说明,二氧化锆对基质Ni-W-B镀层的结构有明显影响,使得复合镀层的非晶态结构特征更加明显.复合镀层比Ni-W-B合金有更高的显微硬度,呈现团粒状结构,晶块之间不存在裂纹但晶界清晰可辨;二氧化锆粒子分散于Ni-W-B基质镀层中.400℃、1h热处理后,Ni-W-B基质镀层中W向镀层表面偏析,镀层呈现固溶体晶态结构特征,表面形貌特征基本不变,复合镀层的显微硬度进一步提高,抗腐蚀性能增强,但镀层表层中的二氧化锆粒子大量脱落.     

电沉积非晶态Ni-W-B/ZrO2复合镀层及其结构与性能

在含有二氧化锆的Ni-W-B电解液中，电沉积获得Ni-W-B/ZrO2复合镀层.用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学技术较系统地研究了Ni-W-B/ZrO2复合镀层的电沉积、热处理过程，以及镀层的结构、表面形貌、显微硬度和耐腐蚀性能.结果表明, 复合镀层的质量组成为Ni 47.5％、W 40.9％、B 0.9％和ZrO2 10.7％. DSC和XRD结果清楚说明, 二氧化锆对基质Ni-W-B镀层的结构有明显影响, 使得复合镀层的非晶态结构特征更加明显 .复合镀层比Ni-W-B合金有更高的显微硬度, 呈现团粒状结构, 晶块之间不存在裂纹但晶界清晰可辨; 二氧化锆粒子分散于Ni-W-B基质镀层中. 400 ℃、1 h热处理后, Ni-W-B基质镀层中W向镀层表面偏析, 镀层呈现固溶体晶态结构特征, 表面形貌特征基本不变, 复合镀层的显微硬度进一步提高, 抗腐蚀性能增强, 但镀层表层中的二氧化锆粒子大量脱落.     

离子液体中18-冠醚-6添加剂对三价铬电沉积的影响

在1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）电镀液中,探究了18-冠醚-6添加剂对电沉积铬的影响. 紫外-可见光谱结果表明,18-冠醚-6与Cr³⁺形成配合物,使最大吸收波长发生红移. 循环伏安研究表明,Cr³⁺的还原经历了两步. 18-冠醚-6的添加使Cr³⁺的峰电位和起始还原电位均正移了220 mV. 能谱仪（EDS）结果显示,在18-冠醚-6的作用下镀层中铬含量有所提高. 铬镀层的扫描电子显微镜（SEM）表征结果表明,加入18-冠醚-6后,所得镀层的颗粒变大. 18-Crown-6/CrCl₃/[BMIM]HSO₄/H₂O电镀液中工艺优化的结果为：在温度为50 ^oC、pH值为3.5、电流密度为1200 A·m^-2、电镀时间为1.5 h的最佳工艺条件下,铬镀层的厚度达到72.5 μm,电流效率为42.3%.     

硫酸盐体系三价铬沉积机理及镀层表征

在新研发的硫酸盐三价铬镀厚铬的镀液体系中, 运用线性扫描伏安法(LSV)和循环伏安法(CV)对三价铬在铜电极表面的电沉积过程进行研究, 并运用X射线荧光测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和Tafel曲线表征铬镀层厚度、形貌、组成、结构、显微硬度及在3.5wt% NaCl溶液中的耐蚀性. 结果表明, 在该体系中三价铬的沉积过程分两步进行(Cr³⁺ + e →Cr²⁺ , Cr²⁺ + 2e → Cr), 第一步得到1个电子, 受电化学过程和扩散过程共同控制, 第二步得到2个电子, 为扩散控制下的不可逆过程; 该镀层为瘤状纳米晶结构, 镀层中含有少量的铁元素(1.10 wt%), 显微硬度达到789.2 Hv, 镀层在3.5wt% NaCl溶液中的腐蚀电位(E_corr)为-0.29 V, 腐蚀电流密度(j_corr)为9.26×10^-5 A·dm^-2.     

原子吸收光谱法测定镀锌板表面钝化的铬层重量

电镀、热镀、彩涂真空镀等是许多产品表面处理和表面装饰重要的通用技术,具有装饰性、功能性、防护性等特点.已渐渐为人门熟知并利用.测定铬层重量是检验镀锌板表面钝化质量的重要指标.本文就金属表面的钝化工艺中铬层重量分析.提出了一项实用测试技术.可用于镀层的表面分析.     

稀土铈在锌-铁合金电沉积中的作用

研究了铈盐对电沉积锌-铁合金镀液及镀层性能的影响, 通过盐水浸泡实验, 抗高温氧化性实验及分散能力、阴极极化曲线测定, 得出在镀液中添加一定量的铈盐能改善镀液性能, 同时还可提高镀层的耐蚀性及抗高温氧化性.     

稀土元素对镍基合金刷镀层沉积速率的作用

研究了La ,Ce ,Sm及Er对电刷镀Ni P ,Ni Cu P和Ni Cu P MoS2 3种镀层沉积速率的影响。4种稀土都能提高镀层的沉积速率 ,其中Sm对Ni P和Ni Cu P镀层沉积速率的提高效果最为明显。稀土提高镀层沉积速率均存在一最佳的加入量。在一定的刷镀电压范围内 ,稀土加速Ni P ,Ni Cu P镀层沉积速率的作用效果及程度没有变化。分析了稀土提高镀层沉积速率的作用机制。     

化学镀镍磷镀层及其耐蚀性研究

针对工业实际对提高防护层防腐、耐磨性能的要求,对化学镀镍磷镀层的方法,镀敷液配方等进行了分析,对其腐蚀率进行了测定,并对镀层性能进行了表征;讨论了影响腐蚀率的若干重要因素;对有关工艺进行了优化,从而在多种基质上获得了抗腐蚀性较好的镍磷镀层,初步研究证明,其性能优于电镀方法所获得的镀层.     

电感耦合等离子体质谱法测定金属板涂/镀层中铅和镉

欧盟RoHS指令2003年正式颁布,要求从2006年7月1日起限制均质材料中铅、镉、汞和铬(Ⅵ)等有害物质的含量。由于含涂/镀层金属板产品的特殊性,如何判断及将样品分离为均质材料,并准确测定其涂/镀层中铅和镉含量成为值得关注的问题。     

1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙酸钠混合电解液中三价铬电镀的研究

本文研究了Cr³⁺在1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）电解液中的电沉积反应以及添加剂NaOAc对电镀铬的影响. 含Cr³⁺电解液的循环伏安结果表明,Cr(III)还原为Cr(II)的峰电位是-1.5 V (vs. Pt), 峰电位和峰电流均满足Rendle-Sevcik扩散方程,由该方程计算得到Cr³⁺的扩散系数为1.6 × 10^-8 cm²·s^-1. 铬镀层的X射线衍射和扫描电子显微镜表征结果表明镀层由纳米球状的单质铬颗粒聚集而成,其平均粒径为0.87μm. 在电解液中添加NaOAc后,Cr³⁺的还原峰电位正移了约0.25 V. 同时EDS结果表明,在NaOAc的作用下镀层中Cr/O摩尔比由4.48增加至6.28,这说明OAc^-有利于单质铬的电沉积. 当电解液中NaOAc-[BMIM]HSO₄-CrCl₃-H₂O的摩尔比为0.075:1:0.5:6时,所得的镀层最厚(63 μm)与电流效率最高(33.5%).     

1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水混合电解液中三价铬电沉积铬的研究

本文在[BMIM]OAc-H_2O电解液中研究了Cr~(3+)的电沉积反应.经循环伏安研究表明,Cr~(3+)的还原属于受扩散控制的分步还原过程,即Cr~(3+)+e→Cr~(2+)和Cr~(2+)+2e→Cr~0.在40 ℃下通过Rendle-Sevcik方程计算得到Cr~(3+)的扩散系数为1.2×10~(-8)cm~2·s~(-1).采用计时电流法探讨了Cr的三维瞬时成核机理.对沉积的铬镀层进行了XRD和SEM表征,结果表明,经600 ℃氩气保护下煅烧后的镀层由Cr和Cr_2O_3纳米球状颗粒聚集而成,其平均粒径为0.48μm.对40oC、-3.0 V条件下所得镀层进行EDX检测,发现Cr与O的能级峰十分明显,其中Cr的质量分数为83.8%.通过在[BMIM]OAc、[BMIM]BF_4和[BMIM]PF_6三种离子液体体系中电镀得到的Cr镀层质量的比较,表明OAc~-的确有利于Cr的电沉积.     

化学沉积Ni-Mo-P合金及其性能

以柠檬酸钠为络合剂、硼酸为缓冲剂在碱性介质中化学沉积Ni-Mo-P合金,用浸泡实验和阳极极化实验系统研究了不同工艺条件下所得镀层在3.5%(bymass)NaCl介质的耐腐蚀性能.考察工艺参数(pH和多钼酸根离子浓度)对沉积速率、镀层组成、结构和显微硬度的影响.实验发现,沉积工艺对镀层硬度有影响,但对镀层结构几乎无影响.镀层中钼含量越高,其硬度也越大.但多钼酸根离子在沉积过程中起阻碍作用,致使镀层中钼含量不高(不超过20%,byatom).Ni-Mo-P合金镀层具有较好的耐腐蚀性;由不同工艺条件所得的镀层其耐腐蚀能力不同,但各镀层在NaCl溶液中的阳极极化行为相似.浸泡实验与阳极极化实验结果基本吻合.     

抗菌耐蚀性功能复合镀层(Ag)-Ni/Cr的开发研究

通过正交试验法,在优化电镀工艺条件基础上,开发并研制了一种新型金属表面功能材料(Ag)-Ni/Cr复合镀层,并分别利用菌落计数法和交流阻抗法比较镀层抗菌和耐腐蚀性能.研究表明,该镀层具有抗菌性和耐蚀性兼顾的特点,极具广阔的应用前景.     

表界面调控晶体变化微观机制探索与铬渣治理研究的结合

铬作为首要战略金属之一,在国民经济中有着重要地位。我国铬资源匮乏,但同时铬渣污染问题严重,亟需解决。本文阐述了目前对铬渣进行解毒处理和对其中的铬提取处理这两大类技术的优缺点和所面临的瓶颈,指出对铬渣的物相及铬的赋存状态进行深入的微结构分析是实现铬渣中铬有效提取的核心关键。本文综述了目前国际上铬渣微结构分析的研究现状,总结了本研究团队将表界面调控晶相/晶面变化的微观机制的研究认识用以指导铬渣中铬的提取的研究进展,展望了这种新的研究思路和技术手段实现铬渣变废为宝的潜力和发展趋势。     

酸性溶液化学镀Ni-P-B合金及结构性能表征(英文)

联用次亚磷酸钠和硼氢化钠两种还原剂 ,从酸性镀液中沉积出不同硼含量的Ni_P_B镀层 ,并用原子力显微镜、X_射线衍射、透射电镜、动电位扫描等实验技术对其镀态结构及性能进行了表征。实验表明 ,镀液中硼氢化钠含量对沉积速度影响不大 ,但能显著影响镀层的化学组成。硼的共沉积使镍晶格点阵产生扭变 ,导致镀层晶粒增大 ,表面粗糙 ,颗粒分布不均匀 ,并使镀层由非晶态向微晶结构转变 ,且微晶成分随镀层中硼含量的增加而增多。Ni_P_B镀层的硬度随镀层中硼含量的增加而增大 ,热处理能显著提高镀层的硬度 ,且服从沉淀硬化机理。在 3.5wt%NaCl和 40wt%NaOH两种介质中 ,Ni_P_B合金的耐腐蚀能力优于Ni_P合金。镀层中硼含量越高 ,其耐腐蚀能力越强。