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表面镀镍是目前钢铁制品防腐蚀的主要表面处理方法之一,在传统镀镍体系中添加第二相固体粒子进行复合电镀得到的复合镀层可提高镀层的耐蚀性。如选择纳米粒子作为第二相固体微粒进行复合电镀得到钠米复合镀层可进一步提高镀层的耐蚀性。纳米SiO2、α-Al2O3和SiC都可以作为第二相固体粒子进行复合电镀,得到的纳米复合镀层将显著提高其镀层的耐蚀性。根据纳米颗粒在镀液中的稳定性、Zeta电位和粒度分布尺寸,以纳米α-Al2O3作为第二相固体粒子进行复合电镀工艺最具实际意义。
适当提高纳米α-Al2O3在镀镍层中的复合量,可提高镀镍层的耐蚀性。采用脉冲电源进行复合电镀,不仅可提高镀镍层中α-Al2O3的复合量和耐蚀性,而且可改善镀镍层结构。改变脉冲电源波形对复合镀镍层的结构与耐蚀性能都有一定影响,而双脉冲电源进行复合电镀得到复合镀镍层的耐蚀性最好。通过对不同条件下得到的复合镀镍层性能进行分析,采用双脉冲电源进行复合电镀时,在较低的电流密度就能够获得结晶细致、α-Al2O3复合量较高、纳米颗粒均匀地分布的复合镀镍层。采用双脉冲电源进行电镀与采用直流电源电镀比较,镀液的性能也有进一步的改善。
在直流电源电镀的工艺条件的基础上采用双脉冲电源进行电镀制备Ni/α-Al2O3纳米复合镀层的最佳参数为:正向工作5ms,脉冲0.4ms,间断0.6ms,平均电流密度1.1A/dm2;负向工作1ms,脉冲0.4ms,间断0.6ms,平均电流密度0.44A/dm2。
对复合镀镍层进行形貌结构分析表明,双脉冲电源进行复合电镀使得镀层结晶细致均匀;提高了镀层中纳米Al2O3的复合量;改变了复合镀镍层的结构;与传统镀镍层相比,双脉冲电源复合电镀获得的镀层各种性能均有提高。