化学镀Ni-P表面镀层的制备-实验一开题报告终极版.ppt

13级综合实验开题报告,化学镀Ni-P表面镀层的制备,专业：材料科学与工程 小组成员： 指导老师： 日期：2016年9月6日,目录,1.选题背景和意义,化学镀Ni-P作为一种比较新的表面处理工艺被广泛应用于工业的各个领域,这主要是由于它具有优良的抗腐蚀性,可焊性和耐磨性等优点。,2.化学镀 Ni-P 镀层形成原理,1)镀液在加热时，通过次亚磷酸根水溶液中脱氢，而形成亚磷酸盐，同时放出原子氢，即 H2PO2-+H2OH2PO3-+2H； 2)镀液中原子氢吸附在被催化后的金属表面上，使镀液中的 Ni2+还原，在镀件表面上沉积金属镍：Ni2+2HNi+2H+； 3)随着次亚磷酸根的分解，还原出磷： H2PO2-+HH2O+OH-+P； 4)镍原子与磷原子共同积积而形成 Ni-P 合金,3.试验设计,本实验主要分为四个部分： 1)试样准备； 2)施镀前处理； 3)施镀； 4)镀层质量分析及测试。,化学镀制备一镀层工艺流程,(1) 基体表面处理 经由粒度分别为 600，800，1500 目的砂纸由粗及细依次打磨成为表面光滑、无锈且光亮的试样。 并测出试样长、宽和高。 (2) 丙酮超声波清洗 清洗5分钟。,金属基体表面状况示意图,施镀前处理,(3) 碱性除油 在 50碱性除油液中超声清洗10min ，后用蒸馏水超声波清洗，最后用吹风机吹干。,除油液配方,(4) 酸洗 除去表面的氧化皮和锈蚀物，并提高其表面活性。酸洗时间为10s。,酸洗液配方,(5) 表面活化 用体积分数5%的HCl溶液处理30秒-1分钟，用于化学镀前打底，提高镀层的附着力，称重并记录 下镀前试样重量 m1。 注意：每次水洗都要用蒸馏水清洗,施镀,化学镀镍溶液由主盐即镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、稳定剂、加速剂、表面活性剂及光亮剂等组成。,具体的镀液配方,1)准确称取计算量的硫酸镍，还原剂（次磷酸钠），络合剂（柠檬酸），稳定剂（乙酸钠、丁二酸、丙酸），分别用少量蒸馏水或去离子水溶解； 2)将完全溶解的硫酸镍溶液，在不断搅拌下倒入含络合剂的溶液中； 3)将完全溶解的次磷酸钠溶液，在剧烈搅拌下倒入 2)已配制好的溶液中；,镀液配制步骤,4)将稳定剂溶液在充分搅拌作用下，倒入 3)溶液中； 5)用蒸馏水稀释至计算体积； 6)用硫酸或氨水调整 p H 值至4.8，体积控制在500ml； 7)将盛有镀液的烧杯置于90左右的恒温水浴中。,化学镀制备示意图Ni-P装置,制作镀层,1) 当镀液温度达到84-86时，将碳钢片浸入镀液中开始施镀； 2)搅拌镀液，测定并调节控制镀液酸度在PH=4.8左右，补充镀液，用硫酸和氨水随时检测和调整PH稳定； 3)2h后取出碳钢片，用去离子水冲洗并用吹风机吹干。用电子天平称重，记下 m2。将镀好的试样放入干燥器中以防止表面被污染。,4.质量控制与检测,(1) 镀速的测定方法 镀速反映了 Ni-P 镀层在镀件表面的充填度，用单位时间单位表面积上的增重来表示镀速的大小，其单位为 g/(mm2h）。,(2) 镀层质量的评价 用肉眼或低倍放大镜观察施镀后试样表面是否有麻点、变色、裂纹、起皮、粗糙、脱落等缺陷。,方法一：标准热循环测试，即试样在 300加热 1h，立即投入室温冷水中，反复五次后用五倍放大镜观察镀层是否有起泡、剥落现象； 方法二：划痕实验，用小刀在试样表面划五纵五横，相距为 1mm，深入基体，用五倍放大镜观察划痕交错处是否起泡、剥落。,5.镀层测试实验,6.废液的处理,镀前处理主要为去除油污锈蚀，产生的污水主要为油污水和酸碱废水。油污水可利用油水分离器回收，处理酸碱水的简单方法是只进行酸碱中和，达到排放标准就可以。,镀前废液的处理,化学镀镍废水的处理,化学镀镍液的废水来源大致有两个，即镀镍废液（老化液）和镀镍清洗液。目前处理主要采用多种方法配合和综合使用，即化学沉淀分离法，电解法，离子交换法，催化还原法等。,7.参考资料,1胡浩,邓昭平,杨敬义,蒋悦清,何志奎. 碳钢化学镀Ni-P合金的制备与镀层增厚的研究J. 热加工工艺,2013,08:151-154. 2刘学忠. 化学镀Ni-P及Ni-P-PTFE耐海水腐蚀性能研究D.中国海洋大学,2010. 3李永刚. 锆铝合金化学镀Ni-P镀层工艺研究D.河北科技大学,2013. 4Wojewoda-Budka J, Wierzbicka-Miernik A, Litynska-Dobrzynska L, et al. Microstructure characteristics and phase transformations of the Ni-P and Ni-P-R