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本文利用化学镀方法在NdFeB永磁体表面直接实现了化学镀Ni-Cu-P三元合金防腐蚀镀层。通过不同的化学镀工艺配方,获得了六种不同Cu和P含量的Ni-Cu-P三元合金镀层。利用扫描电镜(SEM)及其附带的能谱仪(EDS)对Ni-Cu-P镀层的表面形貌和元素成份进行了观察和分析,运用X射线衍射仪(XRD)研究了六种不同Cu和P含量的Ni-Cu-P合金镀层的结构及非晶态镀层结构随热处理温度(200℃、300℃、350℃、380℃、400℃、500℃)的变化关系。采用电极化曲线方法测量了Ni-Cu-P镀层的腐蚀电位、腐蚀电流密度,并对其进行了HNO3溶液腐蚀失重实验。通过对不同时间序列(20s、1min、2min、3min、5min、7min、10min、20min、40min、60min)镀层的深入研究,提出了Ni-Cu-P非晶态合金镀层形核与长大过程的沉积模型,理论分析了镀层形成的化学反应机理。
对镀层的微观组织观察与分析表明:镀层表面形貌呈致密胞状结构,Ni、Cu、P元素分布均匀。进一步的衍射分析和硬度测试表明:随镀层中Cu和P元素含量的不同,镀层结构分别由晶态、混晶态和非晶态组成,镀层的硬度随镀层结构从非晶态—混晶态—晶态的转变而增加。对非晶态镀层的热处理研究结果说明,Ni-Cu-P非晶态镀层的晶态转变温度在350℃-380℃之间。HNO3溶液腐蚀失重和电极化曲线测量实验结果表明:Ni-Cu-P镀层的耐腐蚀性能随镀层中P含量的增加而增加,六种镀层中,非晶态镀层的耐腐蚀性能最好(P含量约占12%),晶态镀层的耐腐蚀性能最差(P含量约占1.7%)。
对不同时间序列非晶态合金镀层的形貌和结构研究表明:在施镀初期,Ni、Cu原子团优先沉积于基体表面能量较高的部位,并开始形核且以不规则形态长大直至覆盖基体表面,形成晶态镀层;在施镀后期,随着P含量的不断增加,镀层形貌逐渐由不规则形态变为规则胞状形态,直至形成光滑平整的非晶态镀层,非晶态镀层按晶态—混晶态—非晶态的连续过渡机制形成。