鎳鎢磷雙層膜的制備、腐蝕行為和力學(xué)性能研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，材料耐腐蝕性能及機(jī)械性能的要求越來越高，現(xiàn)有材料往往不能滿足應(yīng)用需求。電沉積技術(shù)在保持材料原有機(jī)械性能的前提下，能有效地提高材料的耐腐蝕性能，大大拓寬材料的應(yīng)用領(lǐng)域。然而，單層膜鍍層與基體之間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)差異比較大，在應(yīng)用過程中，鍍層往往會(huì)出現(xiàn)鼓泡、脫落等現(xiàn)象，導(dǎo)致鍍層的耐蝕性差甚至遭到破壞，從而達(dá)不到保護(hù)基體的作用。為了解決這個(gè)問題，科研工作者們提出了多層膜概念，減緩了基體與鍍層之間的結(jié)構(gòu)和性能差異，從而提高了鍍層

2、的綜合性能。
　　NiWP合金由于具有良好的耐蝕性、較高硬度、優(yōu)異的耐磨性及熱穩(wěn)定性等特性，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和使用性，已廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械零件、石油化工、汽車、航空航天等行業(yè)，并且其應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷擴(kuò)大。
　　為了進(jìn)一步提高NiWP合金的耐腐蝕性能和機(jī)械性能，使其應(yīng)用于更惡劣的環(huán)境中，本文首次提出了電沉積NiWP雙層膜，即通過在基體材料上電沉積組分不同的NiWP雙層膜。利用環(huán)境掃描電子顯微鏡及能量色散光譜分析儀分析NiW

3、P雙層膜的橫截面形貌及組分含量。以相同厚度的82Ni13W4P單層膜為參比，研究NiWP雙層膜的機(jī)械性能、腐蝕行為及其相關(guān)機(jī)理。研究結(jié)果表明，NiWP雙層膜比82Ni13W4P單層膜具有更好的耐腐蝕性能、抗拉強(qiáng)度、延伸率等機(jī)械性能。具體工作如下:
　　1.NiWP雙層膜的制備及腐蝕行為
　　系統(tǒng)研究了NiWP雙層膜的制備、截面形貌、組分含量、腐蝕行為和相關(guān)機(jī)理。掃描電子顯微鏡圖顯示出NiWP雙層膜之間結(jié)合良好，沿鍍層厚度方向

4、，W含量逐漸增加，而Ni、P含量降低。3.5wt％NaCl溶液浸泡實(shí)驗(yàn)和中性鹽霧實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:NiWP雙層膜的腐蝕速率比82Ni13W4P單層膜的小，即NiWP雙層膜的抗蝕能力都比82Ni13W4P單層膜好，而且82Ni13W4P/89Ni3W7P雙層膜的耐蝕性最好。
　　2.NiWP雙層膜的耐腐性機(jī)理研究
　　根據(jù)W含量不同的鎳鎢磷合金的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)特性分析了NiWP雙層膜耐蝕性的機(jī)理。X-射線衍射儀檢測(cè)結(jié)果表明隨著鎳鎢磷

5、合金中W含量的增加，鍍層由納米晶態(tài)轉(zhuǎn)為非晶態(tài)。所以在鎳鎢磷雙層膜中，兩子層之間的相互交錯(cuò)生長(zhǎng)能夠彼此覆蓋各自的裂紋、孔隙等缺陷。隨著鎳鎢磷合金中W含量的增加，鍍層在3.5wt％NaCl溶液中的腐蝕電勢(shì)越來越負(fù)。所以在鎳鎢磷雙層膜的兩子層之間存在腐蝕電位差，當(dāng)該電位差達(dá)到140mV時(shí)，鎳鎢磷雙層膜能對(duì)基體進(jìn)行電化學(xué)保護(hù)。
　　3.Ni/82Ni13W4P雙層膜的機(jī)械性能研究
　　系統(tǒng)研究了不同厚度82Ni13W4P單層膜和Ni