Ni-P/Ni-W-P双层镀层宏观和微观耐蚀性研究

采用恒电位极化法结合特殊点微观扫描的方法研究了Ni-P/Ni-W-P双层化学镀层的宏观与微观耐蚀性能.研究表明,Ni-P/Ni-W-P双层镀层的阳极极化曲线具有相当稳定的钝化区,较之相同配方的Ni-W-P单层镀层具有更小的维钝电流密度.两种镀层的腐蚀都是由胞状物开始,并逐渐向边界扩展.     

Ni—P镀层磷含量对Ni—P／TiO2复合膜耐蚀性能的影响

采用化学镀／溶胶一凝胶技术在碳钢表面制备了低磷（Ni—LP／TiO2）、中磷（Ni-MP／TiO2）和高磷（Ni-HP／TiO2）Ni—P／TiO2复合膜．采用X衍射分析仪和环境扫描电镜表征了Ni—P／TiO2复合膜的结构与形态．应用动电位极化和极化阻力（Rp）测量研究了复合膜在0．5mol／l,H2SO4溶液中的耐蚀性能。实验结果表明Ni—P／TiO2复合膜耐蚀性能优于Ni-P镀层,随NiP镀层磷含量的增加,Ni—P／TiO2复合膜的耐蚀性增强。Ni—HP／TiO2复合膜在0．5mol/L H2SO4溶液的自腐蚀电流密度（icorr）为3．15μA·cm^-2,分别为Ni—LP／TiO2和NiMP／TiO2复合膜的40％和62％;其Rp为11．72kΩ·cm^2．分别为Ni—LP／TiO2和Ni—MP／TiO2复合膜的1．5倍和1．3倍,Ni—HP／TiO2复合膜较NiLP／TiO2和Ni—MP／TiO2复合膜有更佳的耐蚀性能。     

Ti-6Al-4V合金表面NiCrAlY/Al复合涂层的抗高温腐蚀性能

采用多弧离子镀技术在Ti-6Al-4V合金基底表面依次沉积Al层和NiCrAlY涂层,对比研究Ti-6Al-4V合金和NiCrAlY/Al复合涂层在高温腐蚀 (500 ℃, 30 h) 过程中微观组织结构变化及其抗高温腐蚀性能。经测定,NiCrAlY/Al复合涂层中Al层的厚度约为270 nm,NiCrAlY涂层的厚度约为3.8 μm。高温腐蚀测试结果显示,Ti-6Al-4V合金表面出现点蚀,腐蚀区域出现大量裂纹,表明合金发生严重的高温腐蚀。表面沉积NiCrAlY/Al复合涂层的Ti-6Al-4V合金经高温腐蚀后表面依然完整,未产生明显裂纹和涂层脱落。经分析,NiCrAlY/Al复合涂层在高温腐蚀过程中表面可自形成厚度约为43 nm的Al₂O₃和Cr₂O₃,连续且致密的薄氧化膜可在高温下阻隔氧气向钛合金内部的侵蚀,从而显著提高基底合金的抗高温腐蚀性能。     

微弧氧化工艺参数对镁合金表面水滑石复合膜层耐蚀性的影响

目的 通过在微弧氧化膜上原位生长水滑石膜,提高镁合金的耐蚀性.方法 首先分别在硅酸盐、磷酸盐和铝酸盐为主的电解液体系中制备镁合金微弧氧化膜.然后采用水热处理技术,通过加入硝酸铝与硝酸锌的混合溶液,制备微弧氧化/水滑石复合膜层.采用扫描电镜、X射线衍射仪、接触角仪和电化学腐蚀试验,分别研究了微弧氧化及复合膜层的显微形貌、...     

化学镀Ni-P和Ni-Cu-P合金耐蚀性研究

研究了硫酸铜加入量对化学镀Ni-Cu-P合金的镀层成分、组织及热稳定性影响,用中性盐雾实验和在20%H2SO4+20 g/LAl2O3溶液中的冲刷腐蚀实验研究了Ni-P与Ni-Cu-P合金的耐蚀性和耐冲刷腐蚀性能.结果表明,Ni-Cu-P合金镀层具有比Ni-P合金镀层更好的热稳定性、耐蚀性和耐冲刷腐蚀性能.     

Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层制备及耐蚀性的研究

目的提高金属材料在海洋环境下的耐蚀性。方法采用化学镀方法在Q235碳钢表面施镀Ni-Zn-P合金镀层和Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层,采用扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对镀层表面形貌和断面成分进行了分析。结果 Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层相对于Ni-Zn-P合金镀层胞状组织更加均匀平滑,胞与胞的边界结合更加连续致密。Ni-Zn-P合金镀层断面厚度为6.5μm左右,锌和磷的质量分数分别约为4%和14%。Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层断面总厚度约7.5μm,内层镀层的厚度约2.3μm,磷的质量分数约为9%;外层镀层厚度约5.2μm,锌和磷的质量分数分别约为5%和11%。在5%Na Cl溶液中腐蚀144 h后,Ni-Zn-P合金镀层遭到了严重的破坏,有许多裂纹,而Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层仍然连续完整,没有严重的破损,只是局部腐蚀,这说明双层镀层更耐蚀。结论 Ni-P/Ni-Zn-P双层复合镀层腐蚀速率明显低于Ni-Zn-P合金镀层,相对于Ni-Zn-P合金镀层耐蚀性更好。     

Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的制备与耐腐蚀性能研究

目的 制备具有不同电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层.方法 采用化学镀的方法,在Q235钢基体表面制备内层为低磷Ni-P合金、中层为高磷Ni-P合金、外层为Ni-Zn-P合金镀层的三层复合镀层.通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、电化学工作站等仪器对复合镀层表面形貌、成分结构及腐蚀电位进行分析.结果 相较于低磷Ni-P镀层和高磷Ni-P镀层,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的晶胞大小均匀一致且胞与胞之间致密平滑.内层低磷Ni-P镀层断面厚度约为14.5μm,镍的质量分数约为96.5％,磷的质量分数为3.5％;中层高磷Ni-P镀层断面厚度约为17.6μm,镍的质量分数约为90.2％,磷的质量分数约为9.8％;Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层断面总厚度约为40μm,镍的质量分数约为80.7％,锌和磷的质量分数分别为7.6％和11.7％.在Tafel极化曲线中,Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层的腐蚀电流密度最小,为3.815×10-6 A/cm2,具有更好的耐蚀性.在模拟海水环境(5％NaCl溶液)中腐蚀220 h后,内层、中层组织腐蚀成片,出现孔洞且有点蚀,而Ni-P/Ni-Zn-P三层复合镀层几乎没有腐蚀,只有部分区域出现点蚀,组织较为完整,说明三层镀层较单层、双层镀层具有更好的耐腐蚀性.结论 制备具有电位差的多层阳极Ni-P/Ni-Zn-P复合镀层具有更好的性能,且相较于内层单层、中层双层Ni-P合金镀层,其腐蚀速率也明显降低,耐腐蚀性能更好.     

Ce 盐封孔对 SiCp/ Al 复合材料表面 Ni-P 镀层的影响

为提高SiCp/Al复合材料的耐腐蚀性能,先化学镀镍,再沉积稀土封孔,讨论了稀土溶液主盐Ce(NO3)3浓度和沉积时间对镍-稀土多层膜耐蚀性能的影响。结果表明:化学镀镍的SiCp/Al复合材料在室温下沉积稀土时,采用Ce(NO3)3含量1 g/L、成膜时间2 h的条件获得的多层膜耐蚀性最好,其腐蚀电位为-0.48mV,腐蚀电流密度为3.54×10-8A/cm2;稀土在膜层中以Ce的氧化物颗粒堆积状态存在,起到了封孔的作用;膜层中的镍磷合金呈多晶态,而稀土含量少,未能测出;稀土溶液浓度越高,沉积速度越快,而在相同浓度下,膜层厚度随着时间的延长而增加,越厚则膜层结合力越差。     

Development of Nano-tetragonal Zirconia-Incorporated Ni–P Coatings for High Corrosion Resistance

Pure tetragonal 10-20-nm-size zirconia-based Ni-P composite coating was developed. The physicochemical and electrochemical characteristics including corrosion resistance of the coating were investigated. The Ni-P-nano-tetragonal zirconia coating was partially crystalline having face-centered cubic phase. The coating had very high corrosion resistance due to its dense compact morphology and low surface roughness. The Ni-P-nano-tetragonal zirconia coatings exhibited a cathodic shift of open-circuit potential(OCP) in the range from-0.340 to-0.520 V. A high polarization resistance of the order of 13.2 kΩ/cm~2 and low corrosion current density of 3.9 μA/cm~2 were achieved due to the effective incorporation of zirconia into the coating.     

Al含量对Al-Mg2Si复合涂层耐蚀耐磨性能的影响

目的在AZ31B镁合金表面火焰喷涂制备Al-Mg_2Si复合涂层,研究其耐腐蚀和耐磨性能。方法用SEM、电化学测试仪、高速往复摩擦磨损测试仪和超景深三维显微镜检测分析不同成分配比的Al-Mg_2Si复合涂层的耐腐蚀和摩擦磨损性能。结果 Al-Mg_2Si复合涂层的电位较AZ31B镁合金基体正,且Al含量越少,电位正移越明显。Al(20%)-Mg_2Si复合涂层的自腐蚀电位正移得最多,正移了0.5288 V;自腐蚀电流密度最小,为3.298×10-6 A/cm2。Al加入量越少,复合涂层的磨损率和摩擦系数越小,当Al质量分数为20%时,两者均达到最小值,分别为2.48×10-4 mm3/(N·mm)和0.25。结论 Al含量越少,Al-Mg_2Si复合涂层的耐蚀和耐磨性能越好。     

无铬纳米锌铝涂层的微观组织及腐蚀性能

向无铬锌铝涂层中分别加入3种纳米微粒ZnO,TiO₂和SiO₂制备纳米复合涂层,通过盐水浸泡实验和电化学测试研究其耐蚀性,结合SEM等手段观察纳米复合涂层显微组织及其在盐水中的腐蚀情况,分析纳米微粒在涂层中所起作用。结果表明,3种纳米微粒的加入能够加强涂层的阴极保护作用,并能延缓涂层金属粉末的消耗,较无铬锌铝涂层更易减慢腐蚀速率。其中,纳米SiO₂复合涂层耐蚀性最佳,纳米TiO₂复合涂层略次,ZnO纳米复合涂层耐蚀效果较差,3种纳米复合涂层耐蚀性均优于无铬锌铝涂层。     

AZ91D镁合金Ni-P／CeO2化学复合镀层的耐蚀性

在AZ91D化学镀镍的镀液中添加CeO2微粒,以获得Ni-P/CeO2化学复合镀层.试验结果表明,镀层与基体的结合力良好;镀后的镁合金在3.5%NaCl溶液和5%醋酸溶液中浸泡,耐蚀能力大为提高;封孔后的试样在短时间内基本不被腐蚀.     

Electrodeposition and Corrosion Resistance of Ni-Graphene Composite Coatings

The research on the graphene application for the electrodeposition of nickel composite coatings was conducted. The study assessed an important role of graphene in an increased corrosion resistance of these coatings. Watts-type nickel plating bath with low concentration of nickel ions, organic addition agents, and graphene as dispersed particles were used for deposition of the composite coatings nickel-graphene. The results of investigations of composite coatings nickel-graphene deposited from the bath containing 0.33, 0.5, and 1 g/dm³ graphene and one surface-active substance were shown. The contents of particles in coatings, the surface morphology, the cross-sectional structures of the coated samples, and their thickness and the internal stresses were studied. Voltammetric method was used for examination of the corrosion resistance of samples of composite coatings in 0.5 M NaCl. The obtained results suggest that the content of incorporated graphene particles increases with an increasing amount of graphene in plating bath. The application of organic compounds was advantageous because it caused compressive stresses in the deposited coatings. All of the nickel-graphene composite layers had better corrosion resistance than the nickel coating.     

CrFeAlTi复合涂层抗高温氧化及耐铅铋合金腐蚀性能

采用热喷涂-激光复合工艺在304不锈钢基体上制备3种CrFeAlTi复合涂层。采用氧化增重法评定涂层和基材抗高温氧化性能;利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM/EDS)和X-射线衍射仪(XRD)对涂层微观组织结构进行分析,并对涂层耐液态铅铋合金(LBE)腐蚀性能进行研究。结果表明,3种CrFeAlTi复合涂层均具有良好的抗高温氧化性和耐液态铅铋合金腐蚀性,未加入304不锈钢粉末制备的涂层相对更好;750℃和850℃下氧化3h后304基材增重量分别为0.70g/m2和0.88g/m2,而涂层增重量在850℃也仅有0.074g/m2;450℃和550℃下腐蚀300h,Pb元素沿基材表面向内部的扩散深度达到了8μm和10μm,而在涂层中几乎无扩散,涂层具有很好的抗腐蚀性,能阻止液态铅铋合金扩散到内部,对基材起到一定的防护作用。     

电刷镀Ni-石墨烯复合镀层的耐腐蚀性能

为了得到一种制备简便、耐腐蚀性能优良的用于舰船腐蚀防护的金属镀层,利用电刷镀技术在45钢上制备出了Ni-石墨烯复合镀层,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)、Raman光谱仪对石墨烯片层和镀层微观形貌进行了表征,采用电化学实验和浸泡试验对Ni-石墨烯复合镀层的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明：石墨烯片层进入了Ni-石墨烯复合镀层;相比Ni镀层,Ni-石墨烯复合镀层质量更优;在电化学实验和浸泡试验中,发现Ni-石墨烯复合镀层与Ni镀层相比,前者的腐蚀电位较后者正移了70mV,前者的自腐蚀电流密度仅为后者的0.34倍,前者的电荷转移电阻为后者的3.1倍;浸泡168 h后,Ni-石墨烯复合镀层的失重量仅为Ni镀层的0.47倍,说明Ni-石墨烯复合镀层的耐腐蚀性能明显增强。     

添加Al(NO3)3对镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性能的影响

目的 研究原位蒸汽法制备层状双金属氢氧化物(LDH)的反应机理,以及添加Al(NO3)3对AZ91D镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性的影响和耐蚀机理。方法 在蒸汽源中添加不同浓度的Al(NO3)3,以提供Al³⁺,采用原位蒸汽法在150 ℃下进行5 h水热反应,在AZ91D镁合金表面制备水滑石蒸汽涂层。使用XRD、FT-IR、SEM、EDS 等测试手段对水滑石蒸汽涂层进行表征,通过动电位极化、电化学阻抗和盐雾试验,研究水滑石蒸汽涂层的生长机理及腐蚀机理。结果 基于不同浓度梯度的Al(NO3)3,在AZ91D镁合金表面成功制备了水滑石蒸汽涂层,涂层的主要组成物相为Mg(OH)2、Mg-Al-NO3⁻LDH、Mg-Al-CO3²⁻LDH。Al(NO3)3/LDH相较于未添加Al(NO3)3得到的LDH,其生长均匀、结构致密,耐腐蚀性能由大到小的顺序为LDH-100、LDH-200、LDH-50、LDH-20、LDH、AZ91D镁合金。水滑石蒸汽涂层的腐蚀产物主要为Mg(OH)2、MgCO3。结论 在添加100 mmol/L的Al(NO3)3作为蒸汽源时,充足的Al³⁺保证了合成结构致密水滑石的需要,副产物最少,且耐蚀性最好。最后,讨论了水滑石蒸汽涂层的生长机理和腐蚀机理。     

AZ31镁合金表面聚多巴胺/羟基磷灰石复合膜层的耐蚀性研究

通过两步湿化学沉淀法,在AZ31镁合金表面制备了聚多巴胺/羟基磷灰石复合涂层。使用扫描电子显微镜 (SEM),原子力显微镜 (AFM),X射线光电子能谱 (XPS),X射线衍射仪 (XRD) 及傅里叶红外仪 (FT-IR) 等表征了样品的形貌及结构。结果表明,聚多巴胺膜层平滑致密,经聚多巴胺诱导沉积的羟基磷灰石膜为交错排列的片状羟基磷灰石垂直阵列。利用电化学极化曲线和阻抗谱表征了聚多巴胺/羟基磷灰石复合膜的耐蚀性能,结果显示复合膜使AZ31镁合金在SBF溶液中的耐腐蚀性能明显提高。     

锌铝/富铝复合涂层在海洋环境中的耐蚀性研究

在锌铝涂层表面喷涂HD590富铝涂液形成复合涂层,对比了锌铝涂层与复合涂层的附着强度、耐磨性、微观形貌,并通过中性盐雾试验、海洋平台棚下大气暴露试验和海水周期喷淋试验,对比研究了二者的耐蚀性。结果表明:复合涂层的附着强度比锌铝涂层提高了30%,耐磨性好,涂层厚度满足紧固件工件的配合精度要求;复合涂层的抗盐雾腐蚀性能和耐海洋环境腐蚀性能优于锌铝涂层,其防腐机理为屏蔽作用、钝化作用和阴极保护相结合;防腐过程中,富铝层发生活化反应,产生一定的牺牲阳极保护作用,同时使涂层腐蚀电位负移,提高了其阴极保护作用。     

Al/Cr复合涂层对Ti2AlNb合金抗热腐蚀性能的影响

目的改善Ti2AlNb合金在高温腐蚀盐环境中的耐热腐蚀性能。方法在Ti2AlNb合金表面通过双层辉光等离子渗铬及磁控溅射镀铝技术制备Al/Cr复合涂层,分析涂层热腐蚀前后的微观形貌和物相组成,并探究涂覆Na2SO4盐膜的试样在不同温度下(750、850、950℃)的热腐蚀行为。结果Al/Cr复合涂层组织均匀致密,且与基体结合良好,厚度约73μm,由表及里依次由Al沉积层、Al/Cr合金层、Cr沉积层、Cr扩散层四部分组成。经不同温度Na2SO4盐热腐蚀后,Al/Cr复合涂层腐蚀程度均显著小于合金基体。涂层试样经750~850℃Na2SO4盐热腐蚀后质量变化较小,850℃腐蚀增重仅0.525 mg/cm^2,而经历950℃、40 h熔盐热腐蚀后失重达到73.571 mg/cm^2,且试样截面出现剥离、脱落现象,Al/Cr复合涂层抵抗热腐蚀能力减弱。结论具有涂层保护的试样抗热腐蚀性能明显优于合金基体。Al/Cr复合涂层在750~850℃Na2SO4盐环境中具有良好的热腐蚀抗力,而更高温度段(850~950℃)的热腐蚀抗力下降。Al/Cr复合涂层在Na2SO4盐环境中良好的抗热腐蚀性得益于涂层中Al、Cr元素氧化形成以Al2O3、Cr2O3为主的混合氧化膜,有效阻碍外界氧气及腐蚀性介质侵入基体。     

纳米Al2O3对电刷镀Ni-P复合镀层耐蚀性能的影响

目的为延长油墨刮刀的使用寿命,提高刮刀的耐蚀性能。方法采用电刷镀方法在高碳钢基体表面制备了Ni-P镀层和共沉积纳米Al_2O_3的Ni-P/Al_2O_3复合镀层。通过动电位极化曲线、腐蚀失重曲线和交流阻抗谱等方法研究了Ni-P镀层和Ni-P/Al_2O_3复合镀层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,采用扫描电子显微镜和能谱仪对两种镀层腐蚀前后的显微组织和成分进行分析。结果纳米Al_2O_3在Ni-P镀层中的共沉积,使镀层的腐蚀电位由-0.318 V正移到-0.237 V,自腐蚀电流密度由6.04μA下降到5.75μA,这是因为纳米Al_2O_3标准电位比Ni更正,在镀层中的均匀分布能使腐蚀电位正移,在腐蚀过程中形成Ni-P合金作为阳极、Al_2O_3粒子作为阴极的腐蚀微电池,促进阳极极化。共沉积纳米Al_2O_3后,Ni-P/Al_2O_3复合镀层的电化学反应电阻Rct值由1.066×104?·cm~2增大至2.864×104?·cm~2,双层电容Cd I值由43.45μF/cm~2下降到27.36μF/cm~2。与Ni-P镀层相比,Ni-P/Al_2O_3复合镀层表面结构更致密,缺陷更少,在腐蚀过程中,P和O元素在Ni-P镀层表面富集形成钝化膜,抑制腐蚀的进行。结论共沉积Al_2O_3纳米颗粒能有效改善Ni-P镀层的耐蚀性能。