镁合金化学镀镍溶液添加剂的研究

摘要

镁及其合金是最轻的有色金属结构材料，在航空航天、汽车和电子工业等领域具有广阔的应用前景。但其耐蚀性很差，限制了它的应用范围。化学镀镍技术可以显著改善镁合金的表面耐腐蚀性能，但由于镁化学和电化学活性极高，在化学镀液中极易被腐蚀，直接影响化学镀层的性能。本文通过在镀液中引入缓蚀添加剂、选取合适的稳定剂、改变镍源种类等方法在镁合金表面制备了结合力良好的化学镀镍层，采用SEM、EDS、XRD、电化学等方法对镀层的性能进行表征。
　　 通过电化学极化曲线、全浸失重实验等手段研究了不同缓蚀剂对镁合金基体的腐蚀行为，对一些常用缓蚀剂进行筛选，得出对镁合金缓蚀效率较好的四种缓蚀剂：1％六次甲基四胺-42.20％，0.1％亚硝酸钠-77.19％，2％氟化铵-76.59％，2％氟化氢铵-86.70％。对四个缓蚀效率较高的缓蚀剂进行有机-无机、无机-无机的复配。研究复配缓蚀剂种类、组成对镁合金在溶液中的腐蚀速率、缓蚀率的影响，结果表明缓蚀剂复配使用时显示出较好的缓蚀协同效应，提高了对镁合金的缓蚀效果，缓蚀效率均比单独使用时好。确定了缓蚀效果好的复配缓蚀剂的组成：1％六次甲基四胺+2％氟化氢铵缓蚀率达到90.09％；1％氟化铵+1.5％氟化氢铵缓蚀率达到95.04％；0.1％亚硝酸钠+2％氟化氢铵缓蚀率达到92.88％。
　　 通过添加缓蚀剂进行化学镀镍，研究单一缓蚀剂、复配缓蚀剂对镀速、镀镍层性能的影响，确定最佳复配缓蚀剂配比为1％氟化铵+1.5％氟化氢铵，作为硫酸镍体系化学镀镍工艺的缓蚀剂。
　　 研究不同稳定剂对镀液稳定性、镀速、镀层表面形貌和孔隙率的影响，得出10mg/LKI的效果最好，选择KI作为硫酸镍体系化学镀镍工艺稳定剂。通过单因素试验和正交试验确定以硫酸镍为主盐的化学镀镍工艺进行优化研究，确定了工艺的最佳配方，制备出均匀致密、结合力好的化学镀镍层，并对化学镀镍的初期生长过程进行初步探索。
　　 通过单因素试验和正交试验确定以氢氧化镍为主盐的化学镀镍最佳工艺配方。基体经简单的前处理即可在化学镀溶液中获得结合力好的金属镍层。