热浸镀锌助镀剂及其助镀工艺的研究进展

综述了近年来热浸镀锌助镀剂及其助镀工艺的发展现状,给出了热浸镀锌常用助镀剂及其选择标准和作用机理,分析了助镀剂浓度、温度、铁盐含量和pH值等因素对热浸镀效果的影响,介绍了热浸镀中Zn-Al合金助镀剂、无铵助镀剂和电解活化助镀剂等新型助镀剂及其助镀工艺,指出了热浸镀助镀技术存在的问题和未来的发展方向。     

3种热浸镀锌助镀剂成膜的均匀性

为了探讨热浸镀锌中不同助镀剂成膜的均匀性,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、千分尺等研究了锌铵助镀剂、氯化锌助镀剂及自制无铵助镀剂盐膜的形貌、成分及厚度。结果表明:与氯化锌助镀剂相比,传统的锌铵助镀剂和自制的无铵助镀剂更有助于在钢铁基体表面形成成分、厚度均匀的助镀剂盐膜。     

表面活性剂对非织造布表面再润湿性的改善

本文通过测量吸附了表面活性剂的非织造布表面的再润湿时间，发现表面活性剂在非织造布表面的吸附提高了其表面再润湿性，但阴离子型和非离子型表面活性剂的表面改性效果优于阳离子表面活性剂，涤纶非织布在表面活性剂溶液中处理时间越长，表面再润湿性提高越多，但超过某值后表面再润湿时间不再变化。     

影响氯化物镀锌溶液非离子表面活性剂浊点的因素

对氯化物镀锌溶液浊点的影响因素：非离子表面活性剂浓度、主盐浓度、辅助光亮剂含量、阴离子型表面活性剂、增溶剂成分及pH值等进行了研究,结果表明,溶液浊点随苄叉丙酮、辅助剂（苯国到钠、扩散剂等）含量的提高而降低,随溶液主盐的含量提高而下降（与氯化锌含量提高,浊点应提高这一理论相反）;含有弱酸类辅助添加剂时,随pH值的降低浊点显著降低;随烷基苯或烷基醇聚乙二醇盐类型阴离子表面活性剂及增溶剂的加入而大幅度提高;随非离子活性剂浓度提高而略有提高。     

表面活性剂对镁合金化学复合镀Ni-P-SiC的影响

本工作系统地考察了十二烷基苯磺酸钠(ABS-Na)、十二烷基硫酸钠(DS)、聚乙二醇(6000)(PEG(6000))、吐温-80(Tween-80)等表面活性剂及其组合对镁合金化学复合镀Ni-P-SiC的镀液稳定性、镀速、镀层表面形貌和性能的影响,并优选了适合镁合金化学复合镀Ni-P-SiC镀层的表面活性剂。结果表明:随着表面活性剂加入,镀液稳定性明显改善;表面活性剂的种类对镀速有重要影响,含十二烷基苯磺酸钠+聚乙二醇(6000)复合型表面活性剂的镀液镀速最快。综合考虑复合镀层的表面质量、显微硬度和耐腐蚀性能,优选的适于镁合金化学复合镀Ni-P-SiC的表面活性剂是十二烷基硫酸钠+聚乙二醇(6000)的复合物。     

助镀剂中稀土盐含量对热浸镀锌层组构及性能的影响

以往少见将稀土加入到助镀剂中对热浸镀锌层组构及性能影响的研究报道。为此,在助镀剂中添加混合稀土盐(主要成分为Ce和La)助镀后再热浸镀锌,利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学测试及全浸腐蚀方法考察了助镀剂中稀土盐含量对热浸镀锌层组织结构及耐蚀性能的影响。结果表明:助镀剂中添加稀土盐能够使镀锌层减薄,有利于改善镀层的微观组织结构,抑制脆性相ζ相的生长,获得由塑性较好的δ相组成的镀层;添加稀土盐有助于改善镀层的耐蚀性能,且耐蚀性能随着稀土盐含量的增加而增强,在稀土盐含量为0.2%时镀层的耐蚀性能最好,之后随着稀土盐含量的增加,镀层的耐蚀性能反而下降。     

助镀剂中氯化镍对热浸镀锌层增重、厚度及形貌结构的影响

目前,就热浸镀锌助镀剂中Ni盐含量的变化对镀层的影响研究报道不多。将低碳钢退火板采用不同NiCl2含量的助镀剂助镀后热浸镀锌,并采用扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)对镀层的厚度、结构、形貌及成分进行分析。结果表明:NiCl2含量在0～6 g/L内,锌镀层质量及厚度随着氯化镍含量的增加而减小,NiCl2含量超过6 g/L时,则不随氯化镍的增加而变化;氯化镍会增加锌镀层中δ金属间化合物相的厚度,细化ζ金属间化合物相,使ζ金属间化合物相更加致密,并减少ζ金属间化合物相的厚度,对η金属间化合物相影响无影响。     

表面活性剂对MIM硬质合金粘结剂和喂料性质的影响

研究了表面活性剂对粘结剂润湿性能和对粘结剂与粉末分离的影响以及表面活性剂对喂料流变性能的影响。结果发现 :表面活性剂的加入 ,可以有效地改善粘结剂的润湿性能和增强粘结剂与粉末的结合力 ,并且可以改善喂料的流变性     

基体表面状况、表面活性剂浓度对Ni-P-PTFE化学镀层结构的影响

采用扫描电子显微镜研究了被镀基体表面的粗糙状况和表面活性剂浓度对Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ化学复合镀镀层微结构的影响。前者的影响是：基体表面的道痕不能被复合镀层所填满,在通常情况下镀层的表面形貌会基本上保持基体的表面状况。但当基体表面过度粗糙,尤其是当道痕又细又密时,会使整个镀层比较疏松并出现较多的空洞。后者的影响是：在表面活性剂浓度过低时所沉积的镀层中只含有很少量的ＰＴＦＥ粒子,在其浓度过高时所沉积的镀     

添加表面活性剂和亚铁盐助镀对热浸镀锌层耐蚀性能的影响

针对批量热浸镀锌传统氯化锌+氯化铵复盐助镀过程的氨氮烟尘污染问题,采用常用无机盐、稀土盐,添加3类表面活性剂和亚铁盐配制了系列无铵助镀液,采用电化学极化法和全浸试验法测试了系列无铵助镀液处理基础上所获得热浸镀锌层的耐腐蚀性能,分析了助镀剂中表面活性剂及亚铁盐对热浸镀锌层耐蚀性能的影响,采用金相显微镜观察分析了无铵助镀条件下镀层的组织结构。结果表明:在电化学和全浸试验中单纯加入表面活性剂时,镀层的耐蚀性有所降低,但通过在无铵助镀剂中加入一定量的亚铁盐可提高镀层的耐蚀性,其中FC09-Ⅱ系列中添加10 g/L亚铁盐、FC-3c系列中添加10 g/L亚铁盐、FC-3d系列中加入20 g/L亚铁盐得到的热浸镀锌层耐腐蚀性较好。     

热浸镀锌助镀工艺的研究与应用

热镀锌层质量及热镀锌过程中的锌耗成本与热镀锌的助镀工艺密切相关.通过对热镀锌助镀工艺的研究,阐述了热镀锌助镀作用机理,给出了钢铁制件热镀锌时助镀液的有效成分范围及工艺参数为:氯化锌铵200～400 g/L,铵锌比1.2～1.6,w(氯化亚铁)＜1%,pH值4～5,温度60～80 ℃,并分析了助镀液浓度、成分配比、铁盐含量、pH值和温度等因素对热镀锌的影响.结果表明,要获得良好镀锌质量及较低的生产成本,必须对热镀锌助镀液成分及工艺条件进行严格控制.     

热镀锌和锌铝合金镀层的微观组织及盐雾腐蚀行为

采用间歇式中性盐雾加速试验方法研究了Q235钢热镀锌及55Al-Zn合金镀层的腐蚀行为，利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了镀层的微观组织和腐蚀产物的成分。镀层的微观组织分析结果表明热镀锌层由表及里是η相（纯锌），ζ相（FeZn13),δ1相（FeZn7）和α固溶体组成；热镀锌铝合金镀层由两层组成，外层由富锌和富铝两相固溶体组成，内层由单一的η相（Fe2Al5)组成。盐雾试验和腐蚀产物分析结果表明，热镀锌铝合金层的耐腐蚀性能优于热镀锌层。     

Mo添加对Ni3Al-TiC润湿特性的影响机制研究

采用2AP－LEITZ高温显微镜对Ni3Al-TiC的润湿接触角进行了实验测定，着重探讨了Ni3Al对TiC的润湿特性以及Ni3Al中添加少量Mo的影响机制。结果表明，TiC与Ni3Al之间具有良好的润湿性能。5wt%Mo的添加使Ni3Al向TiC基板浸渗的深度增大，并与TiC颗粒发生固溶反应置换出部分Ti，在其周围形成一个含Mo的壳层，在这个壳层里，Ti,Mo进一步与Ni3Al固液，这些反应降低了液－固表面张力，导致了润湿接触角的下降，从而改善了TiC-Ni3Al的润湿性。     

热镀锌中圣德林效应微观机理的解释模型

钢中Si含量对热镀锌反应的影响即圣德林(Sandelin)效应的微观机理尚无较完整而统一的解释.为此,汇集了主要的3种模型,即:Г失稳模型,J.Foct模型和析氢模型.Г失稳模型把含Si钢镀层的异常生长与相的失稳联系,认为Г相的失稳为Si提供了载体,Si进入ζ层中造成ζ层失稳而导致异常须状组织形成.J.Foct模型认为,含Si钢出现异常组织是由于浸锌时钢基体表面存在含饱和Si的液态锌层.析氢模型认为,钢中的Si不是直接影响热镀锌过程的,而是通过影响氢在钢中的扩散而间接影响热镀锌过程的.从效果方面看,这3种模型都能部分解释Sendelin效应的一些现象.最后对3种模型的优缺点进行了分析、归纳.     

含硅钢表面因素对热浸镀锌反应活性的影响

综述了含硅钢材表面状态因素对热浸镀锌反应活性的影响,这些因素包括亚表面氧化、表面粗糙度、表面残余应力、表面晶粒位向及表面组织结构等.结果表明,对于热轧状态的含硅钢材,亚表面氧化和表面粗糙度对热浸镀锌有明显的影响.对于其它因素的影响,目前尚无统一看法.     

低碳钢热浸Zn-0.15%Ni合金镀层组织及第二相粒子

采用热浸Zn-Ni合金镀锌方法，在含0.03%-0.36%Si的低碳钢上获得Zn-Ni合金镀层，研究了镀浴中Ni含量和钢中Si含量对镀层中δ相和ζ相生长速率的影响，以及Zn-Ni合金镀层η相中的第二相粒子即Zn-Fe-Ni三元化合物Γ2相粒子的形成和长大过程，结果表明，在Zn-0.15%Ni镀浴中，含硅0.03%-0.215%钢镀层的ζ相明显受到抑制，δ相厚度略有增加，Γ2相粒子的形成和长大过程包括ζ相的溶解，Γ2相的形核和成比例吸收铁，镍而长大。     

ZnO纳米结构晶体质量对其表面润湿性的影响

利用化学气相沉积法(CVD)在镀有Au(10nm)膜的石英衬底上通过控制O2流量制备不同形貌的纳米结构ZnO,通过X射线衍射(XRD)和变温光致发光谱研究晶体缺陷对ZnO表面润湿性能的影响。结果表明,除表面粗糙度之外,高密度的缺陷对样品表面润湿性能也有很重要的影响,尤其是氧空位缺陷对吸收羟基有利,能够降低ZnO表面自由能,提高其疏水性能。     

钢基热浸镀锌的研究

简要介绍了热浸镀锌的工艺，分析了热浸镀锌时镀层的形成以及浸镀温度对镀层厚度的影响，分析了锌池合金元素对热浸镀锌的影响及硅的反应性问题。     

热浸锌浴中少量铝对镀层性能的影响

介绍了热浸锌浴中加入少量Al的研究与应用情况，结果表明，当锌浴中加入0.005%-0.020%Al，可显著提高热镀锌层光亮性，减少锌浴表面氧化，这是由于锌浴及镀层表面Al被选择性氧化而形成一层Al2O3保护膜，阻止了锌的氧化，该浓度范围下的加铝技术适用于批量热镀锌，而当锌浴中加入超过0.15%Al，可抑制脆性Fe-Zn合金相的形成并获得厚度适宜，粘附性良好的镀层，其抑制机理是由于在铁基上首先形成一层连续的Fe2Al5相抑制导，抑制了Fe-Zn反应。但该抑制层往往在几秒内即会发生迸裂而失去对Fe-Zn反应的抑作用。同时，在该浓度范围下会造成常规助镀剂失效并且在锌浴表面会产生大量浮渣，故该技术仅适用于钢板连续热镀锌。     

助镀处理对Q235钢热浸镀铝层耐高温性能的影响

为了获得Q235钢表面热浸镀铝的最优助镀剂配方,将Q235钢经过打磨、除油、除锈、助镀等前处理后进行热浸镀铝及镀后扩散热处理,以试样的抗高温氧化性能为指标设计正交试验对助镀剂配方进行优选,通过扫描电镜及能谱仪分析了镀层主要构成,通过高温氧化试验考察了镀层的抗高温氧化性能。结果表明:助镀剂的最佳配比为:200.0 g/L ZnCl_2,10.0 g/L NaNO_3,1.1 g/L CrO_3,25.0 g/L NaF,30.0 g/L CrO_3,0.2 g/L KMnO_4,且其中ZnCl_2的含量对试样抗高温氧化性能影响最显著。所得镀层主要成分为铁元素和铝元素,组织致密,抗高温氧化性能优良。