中性硫酸盐电解液电镀镍工艺研究

摘要

镀镍层具有优良的机械加工和防腐耐磨性能而广泛用于航空航天、精密模具等领域。普通光亮、半光亮镀镍液的pH一般为3.5~5.0,基体材料及电镀设备在此镀液中易被腐蚀,且也不利操作人员的健康。因而本文研究分别以柠檬酸钠、氨基乙酸和乙醇胺为配位剂的中性硫酸盐电解液镀镍工艺,并得到如下结果。
　　采用柠檬酸钠作络合剂在中性镀液中电沉积镍,研究发现随柠檬酸钠浓度的增加,镀层表面结瘤减少,裂纹变多,镀层硬度增大,但阴极电流效率降低;随阴极电流密度的增大和镀液pH值的升高,镀层表面的裂纹变宽且结瘤变多,镀层硬度显著增加,阴极电流效率下降;电解液温度升高,镀层表面的裂纹和结瘤消失,镀层的硬度和阴极电流效率升高。糖精作去应力剂,在柠檬酸盐中性液中电镀镍,研究发现随糖精浓度的增加,电镀镍的阴极极化和镀层硬度增加,电流效率下降,镀层耐蚀性增强。获得表面光滑无裂纹的工艺条件为:硫酸镍120g/L、氯化镍12g/L、柠檬酸钠150g/L、硼酸35g/L、糖精0.4g/L、0.2A/dm2、35℃。
　　采用氨基乙酸作络合剂在中性电解液中电沉积镍,研究发现随氨基乙酸浓度增加,电镀镍阴极极化能力增强,电流效率降低,镍镀层表面结瘤减少;随着阴极电流密度的增大,镍镀层表面的裂纹变宽且结瘤增加,硬度和阴极电流效率下降;提高电解液温度有利于减少镍镀层表面的裂纹和结瘤,同时还能显著提高镍镀层硬度和电解液的阴极电流效率。糖精作为去应力剂,在氨基乙酸中性液中电镀镍,研究发现随糖精浓度的增加,电镀镍的阴极极化无明显变化,电流效率下降,镀层表面裂纹减少,硬度先略微增加再降低,镀层的耐蚀性能增强。其最优的工艺条件为:硫酸镍120g/L、氯化镍12g/L、氨基乙酸160g/L、硼酸35g/L、糖精3g/L、0.4A/dm2、40℃。
　　采用乙醇胺作络合剂在中性电解液中电沉积镍,研究发现工艺参数和糖精对电镀镍过程的影响与氨基乙酸作为络合剂时具有相似的趋势。不同之处是乙醇胺作为络合时,所得镀层超过15μm时,会出现明显的起皮,因而不能测试硬度值。
　　在柠檬酸钠中性液中电沉积层作为铝合金化学镀镍的预镀层,考察化学镀液温度和沉积时间对镀层表面形貌和结合力的影响。结果表明,铝合金在柠檬酸盐中性液中电沉积10分钟得到了相对完整镀层。化学镀液温度升高,镀层表面出现大量结瘤,结合力下降;温度过高,镀液发生分解。化学镀沉积时间增加,镀层的完整性和致密性均增加。获得较完整致密镀层的化学镀镍条件为:柠檬酸钠40g/L、次亚磷酸钠30g/L、硫酸镍25g/L、沉积时间10分钟、沉积温度70℃。

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第1章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2电镀镍研究概况

1.3镀镍层的分类及应用

1.4电镀镍配合物

1.5糖精钠

1.6铝合金表面化学镀镍

1.7课题来源及主要研究内容

第2章 实验材料及研究方法

2.1本文实验所用化学试剂、材料及实验仪器。

2.2实验方法

2.3镀镍层及电镀液性能测试

第3章 柠檬酸钠中性电镀镍工艺研究

3.1柠檬酸钠中性电镀镍工艺

3.2糖精对柠檬酸钠中性电镀镍的影响

3.3本实验小结

第4章 氨基乙酸中性电镀镍工艺研究

4.1氨基乙酸中性电镀镍工艺

4.2糖精对氨基乙酸中性电镀镍的影响

4.3本实验小结

第5章 乙醇胺中性电镀镍工艺研究

5.1乙醇胺中性电镀镍工艺

5.2糖精对乙醇胺中性电镀镍的影响

5.3本实验小结

第6章 柠檬酸钠中性电镀镍工艺在铝合金表面化学镀镍中的应用研究

6.1实验方法

6.2镀液温度对镀镍层表面形貌及镀层结合力的影响

6.3沉积时间对镀镍层表面形貌及镀层结合力的影响

6.4本实验小结

第7章 结论

参考文献

个人简历

致谢