Ni含量对Zn-Ni合金镀层的耐蚀性影响

    采用中性盐雾试验对Zn-Ni合金镀层的耐蚀行为进行了研究,并用扫描电镜、辉光放电光谱仪和X射线衍射仪等手段分析了不同Ni含量的Zn Ni合金镀层的微观形貌与结构、成分变化规律以及腐蚀产物.结果表明:（1）随着镀层的不断沉积,Ni的含量先增加后减小,在镀层中出现Ni的富积层;（2）Ni含量在5%~15%范围内时,Zn-Ni合金镀层的相结构体现出很复杂的结构特征:（3）经过钝化处理的Zn-Ni合金镀层的耐蚀性远高于镀Zn钝化层、镀Cd钝化层和Cd-Ti合金镀层的耐蚀性;（4）Zn-Ni合金镀层腐蚀产物主要是ZnO和ZnCl₂·4Zn(OH)₂,并且含有少量的2ZnCO₃·3Zn(OH)₂.     

304不锈钢表面Ni-Al2O3复合镀层制备及性能研究

采用复合电沉积法在304奥氏体不锈钢表面制备Ni-Al₂O₃纳米镀层. 研究了Al₂O₃颗粒在复合镀层中的分布情况, 确定了镀液中颗粒的最佳加入量、最佳电流强度和最佳搅拌速度. 用扫描电镜和能谱仪、X射线衍射仪等设备鉴定镀层显微组织与组成. 结果表明, Ni-Al₂O₃纳米复合镀层均匀、致密、晶粒细小; 复合镀层结合强度、耐腐蚀性能优良, 抗高温氧化性能优于纯镍镀层.     

镀液中纳米颗粒浓度对n-Al2O3/Ni复合电沉积的影响

利用电沉积方法制备了n–Al₂O₃/Ni复合镀层。研究了镀液中添加不同纳米颗粒浓度对复合镀层沉积速率、电流效率、镀层中纳米颗粒共析量、表面形貌及腐蚀电位的影响。研究表明，随着镀液中纳米颗粒浓度提高，镀层中的纳米颗粒共析量也随之提高，在20 g/L时趋于稳定；沉积速度和电流效率先增后降，在30 g/L时达到最大；纳米颗粒的加入改变并细化了镀层的表面形貌；当纳米颗粒浓度20 g/L和30 g/L时镀层表现出较好的耐腐蚀性能。     

AZ31镁合金表面化学镀镍工艺研究

    研究了在AZ31镁合金表面直接化学镀镍工艺,得到了镀液的最佳配方,镀液的成分为25 g/L NiSO₄•6H₂O、25 g/L次亚磷酸钠、15 g/L柠檬酸、10 g/L NH4F、1 mg/L硫脲.在温度为85℃、pH=9.0、反应时间1小时条件下可以在AZ31镁合金表面得到性能良好的Ni P合金化学镀层,镀层厚度超过10 μm.用SEM、XRD和EDS研究了镀层的形貌和物相组成;在3.5%NaCl水溶液中通过测定Tafel极化曲线研究了镀层的耐腐蚀性能.结果表明,Ni-P镀层比基体AZ31镁合金的耐腐蚀性能有极大的提高.     

J4不锈钢及化学镀Ni-P和Ni-Cu-P镀层在液-固两相流中的冲刷腐蚀行为

用质量损失法系统研究了不同温度(25和50℃)和不同冲刷速率(0.63—1.88 m/s)下,J4不锈钢、Ni-P和Ni-Cu-P合金镀层,及对比材料316L不锈钢在液-固两相流(20%H_2SO_4+20 g/L Al_2O_3)中的冲刷腐蚀行为,结果表明:不锈钢和镀层的抗冲刷腐蚀性能由高到低依次为镀态Ni-Cu-P,镀态Ni-P,热处理态Ni-Cu P,316 L,J4,提高两相流介质温度均使它们的冲刷腐蚀速率增大。316L不锈钢在25℃液-固两相流介质中的冲刷腐蚀速率分别为镀态Ni-Cu P,镀态Ni-P和热处理态Ni-Cu-P镀层的8.5倍,8倍和2.6倍以上,而在50℃下分别为392倍,80倍和14.8倍以上;J4不锈钢在25和50℃液-固两相流介质中的冲刷腐蚀速率分别为316L不锈钢的28倍和13倍以上,在25和50℃,J4不锈钢分别为选择性腐蚀和均匀腐蚀,而316L不锈钢均为轻微选择性腐蚀,Ni-P和Ni-Cu-P合金镀层均为均匀腐蚀。     

Al-Cr涂层低温扩散制备及其相组成的研究

通过水溶液镀Cr后再用AlCl₃-EMIC (氯化1-甲基3-乙基咪唑)离子液体镀Al, 制备Cr/Al复合镀层, 其后通过低温扩散热处理制备Al-Cr涂层. 用OM, SEM, BSE, EDS和XRD研究了短时间热处理时, 热处理温度对Al-Cr涂层组成和结构的影响. 结果表明, Cr/Al复合镀层在540 ℃时即可发生明显的互扩散, 形成Al-Cr合金层. 通过对复合镀层中Cr和Al镀层厚度的控制, 可以得到不同组成的Al-Cr合金涂层. 6.5 μm Cr/15 μm Al的复合镀层经640 ℃/960 min热处理, 表面形成以Al₈Cr₅为主的合金涂层; 1.6 μm Cr/15 μm Al的复合镀层经 600 ℃/30 min热处理, 可得到以Al₄Cr为主的Al-Cr涂层.     

电刷镀Ag-Bi合金镀层的结构与耐蚀性能研究

目的 采用电刷镀技术制备Ag-Bi合金镀层,揭示镀层的微观结构特征与耐腐蚀性能。方法 基于酸性硫代硫酸钠无氰镀液体系,利用电刷镀技术在铜基体上制备了纯银以及Ag-Bi合金镀层。利用XRD和SEM分析了镀层的物相组成和微观形貌,采用显微硬度计测试了镀层的硬度,通过极化曲线和电化学阻抗谱对镀层的耐腐蚀能力进行了表征。结果 电刷镀制备的合金镀层均由面心立方结构Ag(Bi)过饱和固溶体组成,在Ag-15.64Bi合金镀层中还形成了六方结构α-Bi相。所制备的镀层具有纳米级晶粒尺寸,范围为13.5~ 21 nm。与纯Ag镀层相比,电刷镀Ag-Bi合金镀层的致密性和平整度明显提高。合金镀层的硬度随着Bi含量的增加而增加,最高为220.7HV。镀层的自腐蚀电位和电荷转移电阻随着Bi含量的增加先增加后减小,腐蚀电流密度呈现相反趋势,Ag-4.52Bi镀层具有最佳的耐腐蚀能力,其自腐蚀电位为−0.189 V,腐蚀电流密度为1.76×10⁻² mA.cm⁻²,电荷转移电阻为1 635 Ω.cm²。结论 通过在酸性硫代硫酸钠镀液中加入硝酸铋,可以电刷镀制备Ag-Bi合金镀层。Bi元素含量对镀层的显微硬度和耐腐蚀能力均具有显著影响。随着镀层中Bi元素的增加,固溶强化、细晶强化效应使镀层的硬度明显增加。合金镀层中孔隙和缝隙等结构缺陷的减少阻碍了腐蚀介质的渗入,Bi元素对镀层钝化膜的形成具有促进作用,最终使镀层的耐腐蚀性能得到提升。     

双脉冲镀对低温熔融盐镀中Al-Mn合金层的影响

   以铁片为基体,分别采用直流和双脉冲电源,在AlCl₃-NaCl-KCl-MnCl₂低温熔融盐中获得了Al-Mn合金镀层.用SEM、金相、EDS和XRD研究了Al-Mn合金镀层表面形貌、沉积速度、组成结构及耐腐蚀性能.结果表明,双脉冲镀层更致密,表面更平整,但沉积比直流镀慢;在MnCl₂含量相同的条件下,双脉冲镀层中Mn含量更高;合金镀层结构随镀层中Mn含量的增加,经铝固熔体与非晶相混合、单一非晶态、非晶相与晶态Al₈Mn₅混合三个阶段;单一非晶态镀层耐蚀性比双相镀层好,Mn含量相当的双脉冲镀层耐蚀性比直流镀层好.     

稀土铈对Ni-GO镀层的组织形貌和性能的影响研究

采用电沉积方法在Q235钢上制备Ni-Go复合镀层,研究添加稀土铈对复合镀层形貌、性能的影响。结果表明,当铈浓度为0.8 g.L_-1^时,得到的复合镀层沉积速率增加到7.142 g.dm_-2^.h_^-1,^,硬度达到608.8 HV,磨损量最小,摩擦系数最低为0.387,自腐蚀电位E_corr(-0.3993 V)更正,同时腐蚀电流I_corr(3.258.10_-6 ^A.cm_-2⁾最小,腐蚀速率最低,复合镀层的耐腐蚀性能最优。研究发现,加入稀土铈后,Ni-1.0GO复合镀层的类似珊瑚状的微大尺寸的凸聚体变成了尺寸较小的珊瑚珠状的小凸聚体,镀层组织得到明显细化。在铈浓度为0.8 g.L_-1^时,Ni-1.0GO-0.8RE复合镀层的组织致密性最好,各种性能达到最佳,主要在于稀土铈提高镀液中微粒的分散能力和阴极极化率的效果,提高氢离子在阴极的析出电位,从而抑制析氢反应的发生,使得复合镀层的性能得到进一步提高。     

CORROSION BEHAVIOR OF NICKEL BASE ALLOY FGH95 IN MOLTEN NaCl–Na2SO4

通过静态质量损失实验、X射线物相分析、扫描电镜形貌观察及微区成分分析等手段, 研究了FGH95合金在650, 700和750℃下的抗熔盐热腐蚀行为及热腐蚀动力学规律.研究结果表明: FGH95合金在650℃具有较好的抗热腐蚀性; 在700和750℃下, FGH95抗热腐蚀能力下降, 腐蚀严重. FGH95热腐蚀层主要由NiO, Ni₃S₂,Cr₂O₃组成, 在700℃下腐蚀层出现NiCr₂O₄, 在750℃下腐蚀层出现NaCl.     

Chromium–palladium films on 316L stainless steel by pulse electrodeposition and their corrosion resistance in hot sulfuric acid solutions

Chromium–palladium alloy films with good adhesive strength and higher micro-hardness have been deposited on 316L stainless steel by pulse electroplating. The films are composed mainly of chromium and palladium crystallites in the metallic state, with grain sizes less than 100 nm. On the film surface Cr(OH)₃ and Cr₂O₃ are present. The co-deposited Cr and Pd in the films show a synergetic effect on passivation. In boiling 20 wt.% H₂SO₄ solution, boiling acetic–formic acid mixture, and simulated PEM fuel cells environment, the Cr–Pd-plated 316L steel shows excellent corrosion resistance.     

Study on corrosion resistance of palladium films on 316L stainless steel by electroplating and electroless plating

Palladium films with good adhesive strength were deposited on 316L stainless steel by electroless plating and electroplating. Scanning electronic microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, weight loss tests and electrochemical methods were used to study the properties of the films. The electroless plated palladium film mainly consisted of palladium, phosphorus and nitrogen, and the electroplated palladium film was almost pure palladium. XPS analysis indicated that palladium was present in the films as metal state. The palladium plated stainless steel samples prepared by both methods showed excellent corrosion resistance in strong reductive corrosion mediums. In boiling 20% dilute sulfuric acid solution, the corrosion rates of the palladium plated 316L stainless steel samples were four orders of magnitude lower than that of the original 316L stainless steel samples. In the solution with 0.01 M NaCl, the palladium plated samples also showed better corrosion resistance. In comparison, the electroplated samples showed slightly better corrosion resistance than electroless plated samples, which may be attributed to less impurities and thereby higher corrosion potential for the former.     

The electroplated palladium-copper alloy film on 316L stainless steel and its corrosion resistance in mixture of acetic and formic acids

Palladium-copper alloy films (Cu 2.93-5.66 at.%) were deposited on 316L stainless steel by electroplating. The films showed good adhesive strength and increased surface micro-hardness. In boiling mixture of 90% acetic acid + 10% formic acid + 400 ppm Br⁻ under stirring (625 r/min), the Pd-Cu films showed better corrosion resistance than Pd film. The Pd-5.66%Cu films showed the lowest corrosion rate almost three orders of magnitude lower than that of 316L matrix. The increased corrosion resistance of Pd-Cu films was attributed to the improved passivity, better barrier effect, increased surface hardness and the effect of Cu to resist pitting.     

扩散热处理对316L不锈钢表面钯／铁薄膜形貌和相组成的影响

采用真空电弧离子镀工艺，在316L不锈钢表面沉积钯，铁（Pd／Fe）合金薄膜并进行真空扩散热处理，观察扩散热处理工艺对Pd／Fe薄膜的形貌和相组成的影响。结果表明：采用真空电弧离子镀工艺，可在316L不锈钢表面沉积均匀的Pd／Fe膜；扩散热处理工艺对Pd／Fe膜的形貌和相组成有显著影响。经900℃保温1h处理后，Pd膜与Fe膜间互扩散形成一定量的Pd-Fe合金相；随着热处理温度升高，Pd,Fe膜层向316L基体扩散的距离增大，同时基体中的Cr，Ni向外扩散的量也增多。     

Electrodeposition of multi-layer Pd–Ni coatings on 316L stainless steel and their corrosion resistance in hot sulfuric acid solution

Pd–Ni coating shows good corrosion resistance in strong corrosion environments. However, in complex aggressive environments, the performance of the coatings is limited and further improvement is necessary. The effects of the applied plating current density on the composition, structure and properties of Pd–Ni coatings were studied. By changing the current density in the same bath, multi-layer Pd–Ni coatings were prepared on 316L stainless steel. Scanning electronic microscopy, weight loss tests, adhesion strength, porosity and electrochemical methods were used to study the corrosion resistance of the films prepared by different coating methods. Compared with the single layer Pd–Ni coating, the multi-layer coatings showed higher microhardness, lower internal stress, lower porosity and higher adhesive strength. The multi-layer Pd–Ni coating showed obviously better corrosion resistance in hot sulfuric acid solution containing Cl^?.     

316L不锈钢上电刷镀钯膜的组成与耐蚀性(英文)

利用电刷镀工艺在316L不锈钢上制备了结合力良好的钯膜。使用扫描电子显微镜、X射线能谱、X射线光电子能谱(XPS)、质量损失实验和电化学测试研究了膜层的性能。结果表明,电刷镀钯膜主要是由钯元素构成的;XPS分析表明,膜层中的钯为金属态。电刷镀钯后的不锈钢试样在沸腾的20%硫酸溶液和含0.005mol/L溴离子的甲酸和乙酸混合溶液中均显示了非常好的耐蚀性能。镀钯试样的腐蚀速率比不锈钢试样的下降了2个数量级。     

基体材料对Cr/CrN多层涂层在海水环境中磨蚀性能的影响

目的 讨论海水环境下不同基体材料对Cr/CrN交替的多层复合涂层磨蚀性能的影响,为海水环境下耐磨蚀材料基体的选择和应用提供参考。方法 采用多弧离子镀技术在316L不锈钢和TC4钛合金基体上沉积Cr/CrN多层复合涂层,通过XRD、SEM等技术对涂层材料的微观结构进行表征,通过硬度测试、结合力测试、电化学分析、摩擦磨损试验等技术对涂层材料的力学性能、电化学性能以及摩擦学性能进行分析,比较不同基体对Cr/CrN多层涂层在海水环境中磨蚀性能的影响。结果 以TC4钛合金为基体的Cr/CrN多层涂层的硬度为1727.2HV0.3,虽略小于以316L不锈钢为基体的涂层硬度（2241.5HV0.3）,但其在膜-基结合力、海水环境下电化学性能和摩擦学性能等方面均优于以316L不锈钢为基体的涂层。结合力测试中,以TC4为基体的多层涂层初始裂纹出现在31 N,扩展裂纹出现在42 N,大于316L基体涂层的22 N和35 N。电化学测试中TC4基体涂层的腐蚀电位为?0.20 V,大于316L基体涂层的腐蚀电位（?0.21 V）。海水环境下TC4基体涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.35和2.9950×10?5 mm3/(N?m),均小于316 L基体涂层的平均摩擦系数（0.36）和磨损率（4.9895×10?5 mm3/(N?m)）。结论 TC4钛合金更适合作为海水环境用Cr/CrN多层涂层耐磨蚀材料的基体材料。     

PEMFC不锈钢双极板表面改性用Cr-C薄膜的成分设计与制备

目的根据质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)不锈钢双极板的表面镀膜改性要求,探索改性薄膜成分对性能的影响规律,并提供一种行之有效的薄膜成分设计方法。方法首先应用团簇加连接原子结构模型,结合电子轨道饱和原则,理论上设计出Cr-C二元材料体系的最佳团簇式和最佳成分,再利用电弧离子镀技术在316L不锈钢双极板上制备出一系列不同成分的CrxC1-x薄膜,对薄膜的成分、结构及性能进行表征和分析。结果设计所得Cr-C材料体系的最佳团簇式为[Cr-C4]CrC3,对应的最佳原子比成分为Cr0.22C0.78。所制备的CrxC1-x薄膜的成分系数x在0.05~0.23之间变化,薄膜的导电性和耐蚀性能随着成分x的增加,呈明显增加趋势。其中Cr0.23C0.77薄膜的综合性能最好:在1.2MPa压紧力下,接触电阻为2.8 mΩ·cm^2;在模拟腐蚀环境下,腐蚀电流密度仅为9.1×10-2μA/cm^2。该性能已优于美国能源部DOE的标准指标要求。结论Cr-C改性薄膜的成分对导电性能和耐蚀性能有着重要的影响。由于实验制备的性能最佳的薄膜成分Cr0.23C0.77与基于团簇加连接原子模型设计薄膜的最佳成分Cr0.22C0.78基本相同,从而证实了依据此模型进行双极板改性薄膜成分设计是行之有效的。     

The enhanced passivation of 316L stainless steel in a simulated fuel cell environment by surface plating with palladium

A thin layer of Pd deposition on the surface significantly improves the corrosion resistance of 316L stainless steel in 0.5 mol L⁻¹ H₂SO₄ + 2 ppm F⁻ solution at 80 °C. Compared with the air-formed passive film, the passive film formed in the stainless steel/Pd couple contains more Cr, Cr(OH)₃ and Fe₃O₄ and less point defects, which provides better protection to the stainless steel substrate. The interfacial contact resistance of the stainless steel surface is also decreased. The Pd plated stainless steel is a potential material for bipolar plates in proton exchange membrane (PEM) fuel cells.     

钽掺杂对多层Ta-DLC薄膜摩擦及腐蚀行为的影响

目的 解决316L不锈钢在苛刻海洋环境中易磨损、易腐蚀的问题。方法 采用中频磁控溅射技术在316L不锈钢上沉积了Ta/TaN/TaCN/Ta-DLC薄膜。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射、纳米压痕、往复摩擦磨损试验和电化学测试等手段,重点研究了DLC膜层中Ta元素掺杂含量对薄膜结构、组成成分、力学性能、摩擦学性能和耐腐蚀性能的影响规律。结果 随着Ta元素含量(原子数分数)从2.04%增到4.16%,薄膜中的sp³键含量呈现先升高后降低的趋势,当Ta原子数分数为3.60%时,薄膜中sp³键含量最高,且薄膜的硬度及弹性模量达到最大,分别为7.01 GPa和157.87 GPa。随着Ta元素含量的增加,薄膜的平均摩擦因数逐渐减小,在4.16%(原子数分数)时达到最小0.21。Ta元素含量对薄膜的结合力影响较小,且所有薄膜结合力总体在10 N左右。当Ta原子数分数为3.60%时,薄膜的腐蚀电流密度及钝化电流密度最小,分别为0.006 μA/cm²和0.63 μA/cm²,比其他薄膜的低1~2个数量级,并且薄膜电阻及电荷转移电阻最大,展现出最为优异的耐腐蚀性能。结论 Ta元素的掺杂提高了薄膜的耐摩擦性能,且适当的Ta元素掺杂能够提高Ta/TaN/TaCN/Ta-DLC薄膜的耐磨耐蚀性能。