鎂合金直接化學(xué)鍍Ni-B初期成核機(jī)理及鍍液電化學(xué)性能研究.pdf

1、鎂合金具有優(yōu)良的性能，但是其耐蝕性差的特點(diǎn)限制了在生產(chǎn)和生活方面的廣泛應(yīng)用。本文研究了前處理后鎂合金表面狀態(tài)的變化，并利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、劃痕試驗(yàn)以及電化學(xué)方法等技術(shù)綜合表征在最優(yōu)工藝條件下獲得的鍍層的形貌、結(jié)構(gòu)、結(jié)合力和耐蝕性等性能。采用元素分析和鍍層形貌相結(jié)合的方法探討鍍層初期形核機(jī)理。運(yùn)用電化學(xué)手段，利用循環(huán)伏安技術(shù)研究了不同鍍液組分濃度以及不同電極表面對(duì)鍍液電化學(xué)性能的影響。 研究結(jié)果表

2、明酸洗處理后，鎂合金表面獲得了一層銀白色且具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的氧化膜。優(yōu)化的工藝條件下獲得的鍍層表面呈胞狀結(jié)構(gòu)，致密，無(wú)明顯的表面裂紋。由截面SEM圖看出鍍層與基體附著緊密，且在兩者的結(jié)合處具有機(jī)械咬合的結(jié)合方式。劃痕實(shí)驗(yàn)顯示鍍層同基體具有良好的結(jié)合力。XRD結(jié)果顯示鍍層為非晶態(tài)和晶態(tài)混合結(jié)構(gòu)。電化學(xué)耐蝕性測(cè)試結(jié)果表明鍍層在3.5％NaCl溶液中具有良好的耐蝕性。自腐蝕電流密度小于0.71μA/c㎡，較基體28.548μA/c㎡降低了近兩個(gè)數(shù)

3、量級(jí)。 初期形核機(jī)理研究結(jié)果表明前處理后造成基體表面出現(xiàn)性質(zhì)不同且導(dǎo)致不同的沉積過(guò)程的兩相。第一類為裸露的Mg基體位置，第二類為酸洗后殘留在表面的氧化鎂位置。在第一類位置上會(huì)發(fā)生鎳的電化學(xué)形核反應(yīng)和基體腐蝕反應(yīng)，初始鎳核出現(xiàn)在基體第二相β相(Mg17Al12)，該處主要以形核反應(yīng)為主。在第二類位置上，氧化鎂膜首先發(fā)生溶解，然后在露出的新基體表面發(fā)生第一類位置上的形核反應(yīng)，在此位置主要以鎳核的生長(zhǎng)為主。 鍍液電化學(xué)性能研究

4、顯示CV圖上出現(xiàn)了三個(gè)氧化峰，分別對(duì)應(yīng)為還原劑NaBH4氧化峰、Ni的溶出峰和富B的Ni-B相溶出特征峰。但是富B的Ni-B相溶出特征峰在圖譜上不明顯，主要是由于鍍層中B含量太少造成的。NaBH4氧化起峰濃度在玻碳上為0.015M，Ni上為0.01M。研究結(jié)果還表明最大沉積電流密度(在最大負(fù)向陰極電位時(shí)所呈現(xiàn)出的電流密度)和NaBH4氧化峰電流隨著NaBH4和Ni2+的濃度增加而增大。不同電極表面下的結(jié)果顯示Ni對(duì)NaBH4氧化具有催化