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高耐腐蚀涂层的纳米镍AZ91D镁合金顾长东,联建设,何金国,蒋忠浩,江青重点实验室汽车材料,教育部,大学材料科学与工程系,吉林大学,南岭校区,长春,130025,中国。2005年3月22收到;接受订正2005年7月4日;网上提供2005年8月15摘要纳米(数控)镍涂层直流电镀对AZ91D镁合金基体,以提高其耐腐蚀性能使用直接化学镀镍作为保护层。作为比较,两个化学镀镍涂层的镁合金具有不同厚度也表现出来了。表面的涂层,研究了扫描电镜和FESEM。数控镍涂层的平均晶粒尺寸约40NM和明显的(200)首选纹理显示,经XRD。那个硬度数控镍涂层约580VHN,这是远远高于(约100VHN)的AZ91D镁合金底面厚度。电化学测量结果表明,纳米镍涂层,镁合金是最低的腐蚀电流密度和最积极的腐蚀电位的研究涂层的镁合金。此外,数控镍涂层AZ91D镁镁合金具有很高的耐腐蚀性能的快速腐蚀试验表明该文件中。原因增加耐腐蚀性能的数控镍涂层,镁合金应归功于其细晶结构和孔隙度低的。2005年埃尔塞维尔BV,拥有全部版权关键词纳米镍;镁合金;电镀,化学镀镍;腐蚀1导言镁日益重要的轻质金属结构材料(密度为174G/CM3)在许多行业,飞机建造,航天技术,光学,汽车制造业例如。然而,本质上是高度镁反应及其合金通常有相对较差的腐蚀阻碍,这限制了应用镁合金在实际环境。因此,通常是可取的改变表面性质的镁或镁合金工件,以提高其腐蚀和磨损电阻,可焊性,导电性或装饰外观。这可以通过涂层零件用金属,具有理想的性能所必需的具体应用1。由于镁是一种最电化学活跃的金属,任何涂层的镁合金应作为统一,坚持和孔隙尽可能免费。之一最具成本效益和简单的技术引进金属涂层到基电镀技术,包括化学镀和电镀。此外,镁被列为困难基板板块金属由于其高反应。至于对电镀镁合金,目前有两钟方式用于镀镁及镁合金直接化学镀镍和锌浸泡2。它可指出,在许多以前的报告中关于化学镁合金电镀36,镍离子提供基本的碳酸镍镀液中。不同于上面提到的方法,直接化学镀镍的AZ91D镁合金最近进行的使用镀液载硫酸镍7。近年来,有相当大的利益在理解的力学性能,腐蚀性能阻力和耐磨性的数控金属制作的电沉积,例如814。据他们说,数控展出许多不寻常的材料力学性能和电化学性能与常规多晶或非晶材料。因此,引入数控涂层相结合,高耐腐蚀性能与良好的耐磨性镁合金基会非常有希望。在本文件中,对化学镀镍从酸性浴7第一次上沉积AZ91D镁合金的保护层,以进一步电镀操作,然后数控镀层是直流电镀的保护层。显微和电化学性能的涂料的AZ91D镁合金基体,研究了扫描电镜,FESEM,XRD和电化学测量。衬底材料是AZ91D镁合金压铸镁合金,大小为30405毫米。那个合金,主要是载有大约91%,铝,锌064%,锰017%,0001%,铁和镁的平衡。样本碳化硅研磨1500号文件与之前的预处理进程。技术流程图电镀AZ91D镁合金的显示图1。那个样品进行了彻底清洁与去离子水作为尽快任何两个步骤之间的修改。直接化学镀镍的厚度约上午10微米在AZ91D镁合金7被用来作为保护层进一步镀上镁合金。北卡罗来纳州的电镀镍涂层镁合金是直流电镀从浴含有硫酸镍,氯化镍,硼酸和糖精在PH值为50和温度为50度恢复。在电沉积过程中,用阳极电解镍板。电镀的运作数控镍涂层进行了约30分钟的将使涂层厚度约15微米。扫描电子显微镜(SEM,JEOLJSM5310,日本)和场发射扫描电镜(FESEM,JEOLJSM6700F日本)受雇的意见,表面涂层和断面形态及附件是一个能谱用于定性元素化学分析。晶体结构的样品,研究了X射线衍射(X射线衍射仪,X射线数字/最高,日本)图1技术流程图数控电镀NI对AZ91D镁合金镁合金。与铜目标和MONOCHRONMATOR在50KV及三百毫安与扫描速度和步骤正在4度/MIN和002度,分别对镁合金和涂层硬度进行了评价使用HXD1000微型与维氏硬度计压,在负荷100克和会期的15号电化学方法进行的电化学分析仪(CHI800,上海,中国),这是由计算机控制和支持软件。线性扫描伏安法实验进行了3%氯化钠水溶液中使用经典的三电极电池板与铂(PT)的作为反电极和银/氯化银电极(207毫伏与它)作为参比电极。测试前,工作电极清洁的丙酮激动超声10分钟。裸露面积的测试,得到双涂层环氧树脂(内啡肽651)离开揭露面积约一平方厘米。参考铂电极附近有固定的工作电极(约05毫米),可以尽量减少错误由于IR降的电解质。在电位扫描实验,对样品进行了第一次浸泡到3%NACL溶液中约20分钟,以稳定开路的潜力。电位曲线所记录的电极电势席卷从价值约300400毫伏较低值500600毫伏上比腐蚀电位,分别在清扫率为5毫伏/秒,随时记录变化曲线测量和绘制后上述电化学测量。腐蚀电位和腐蚀,电流密度ICORR确定直接从这些,随时记录变化曲线塔菲尔区外推法。酸浸泡试验中10%的盐酸溶液在室温下进行测试的耐腐蚀性数控镍涂层的镁合金。如果有微孔隙涂料,腐蚀解决方案将削弱镁基通过毛孔。由于高化学活性的镁,对H的腐蚀解决方案将减少镁并变成氢气气泡。因此,时间之间的间隔开始测试的图2X射线衍射图谱的电镀NI对AZ91D镁合金镁合金在不同的时间间隔(一)AZ91D镁合金基板(二)镀基材为10分钟,(三)数控电镀镍涂层。第一氢气泡产生的涂层表面可以用来捐赠的耐蚀性涂层的镁合金基体。作为比较,镀镍涂层不同厚度(10到25微米)也进行了分析。3结果和讨论31。显微组织和硬度的涂料图2(A)显示模式的X射线衍射的AZ91D镁合金镁合金,这表明底面合金包括最初A(毫克)物资所包围的共晶混合物A和B(MG17AL12)15。它也可看到从X射线衍射图谱图。图2(B)和形态无关,如图3在化学镀镍约15分钟,AZ91D镁合金的全面覆盖的化学镀镍沉积。磷含量化学沉积率非常低,因为镍是第一沉积在表面的镁合金根据沉积机制镀上镁合金7。的X射线衍射分析结果作为数控交存电镀镍涂层中显示图2如果简报的X射线波长,它半高宽(全最大宽度的一半)的(200)衍射峰,它的衍射角和常数K1。从均衡器。(1)平均晶粒尺寸的纳米镍约为40纳米。在此外,X射线衍射结果也表明,数控镍涂层有一个明显的(200)首选纹理。事实上,镍镀层已知给众多,明确界定首选方向取决于沉积条件,即电解质成分,温度PH值,电流密度,搅拌和有机补充17,18。那个(200)首选质地数控镍在这一研究可能会由于给定的电沉积条件可能会导致更高的电极过。并减少NI2的浓度在电极表面18。图3(A)显示了典型的表面形态沉积镍涂层数控。这可以看出,作为表面的沉积镍涂层数控非常紧凑没有殖民地结构,这是完全不同在菜花状(在微米大小)表面形貌的化学镀镍沉积图3晶粒尺寸(见图3(B)项)。此外,沉积表面数控镍涂层展出单位和镜面外观和晶粒尺寸的存款不能得到解决常规扫描电镜观测。为了一个明确的观察细晶结构,标本的数控镍是抛光和腐蚀稀硝酸/乙醇解决方案之前,扫描电镜观察。表面形貌的数控镍预处理后,上述结果表明在图4非常统一的数控加工结构中可以看出表面上的数控加工后略有腐蚀镍。图第5(A)显示断面形态数控镍涂层对AZ91D镁合金。显示基板和两种类型图4细晶结构的镍层的横截面的涂料,基材,保护层和数控镍层的特点是符合两个箭头,分别在图第5(A)。从这一数字中,可以看出生成物
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