稀土元素添加對鎳磷鍍層微觀結(jié)構(gòu)及耐蝕性能的影響研究.pdf

1、論文研究了添加納米稀土CeO2對酸性Ni-P化學(xué)鍍層微觀結(jié)構(gòu)及耐蝕性能的影響。在前期試驗研究化學(xué)鍍的基礎(chǔ)上，在低碳鋼基體表面制備Ni-P/CeO2復(fù)合鍍層。借助超聲波震蕩分散CeO2納米顆粒；環(huán)境掃描電鏡(E-SEM)對鍍層晶粒微觀形貌及浸泡試驗的腐蝕形貌進(jìn)行觀察；透射電鏡(TEM)對鍍層晶粒結(jié)構(gòu)觀察；能譜(EDS)測定添加稀土對鍍層化學(xué)成分的影響；X射線衍射儀(X-ray)對鍍層晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征；恒電位儀進(jìn)行電化學(xué)極化曲線(Tafel

2、曲線)測定等。
　　 試驗結(jié)果表明：稀土納米顆粒CeO2合理加入量為(18～25)g·L-1，通過充分?jǐn)嚢枵鹗帲稚⑿Ч_(dá)到最佳。添加稀土能有效地提高鍍層P含量(12％以上)。利用透射電子顯微鏡(TEM)對晶粒微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，借助X射線衍射儀對晶體結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)：添加稀土元素后晶體擇優(yōu)生長狀況發(fā)生了改變，晶態(tài)結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化；Ni-P鍍層呈部分非晶態(tài)并伴隨Ni納米晶，而Ni-P/CeO2復(fù)合鍍層則完全是非晶態(tài)，添加稀土后，晶胞結(jié)

3、構(gòu)變得更加圓整致密，晶粒更細(xì)小且達(dá)納米級。主要因為稀土與Ni-P鍍層復(fù)合共沉積，提高了沉積電位和界面能，阻礙Ni沉積，相比之下，卻使P形核數(shù)目增多，保證鍍層形成非晶態(tài)所需P的含量。腐蝕試驗觀察表明：添加稀土后，鍍層孔隙率降低，由原來局部點蝕變成均勻化腐蝕且腐蝕程度降低。在酸性鍍液沉積過程中，部分離子Cen+(n=3，4)吸附在金屬與液相雙電層之間，阻礙晶粒Ni沉積，而提高P含量。恒電位儀進(jìn)行Tafel極化曲線測定，發(fā)現(xiàn)：添加稀土前后鍍層

4、雖都呈負(fù)電位，但添加稀土后，復(fù)合鍍層電位正移，腐蝕電流密度降低1個數(shù)量級。由電化學(xué)原理可知，腐蝕電位正移，電流密度變小，耐蝕性得到提高。
　　 此外，還研究了鍍后時效熱處理對鍍層晶體結(jié)構(gòu)、顯微硬度等方面影響。研究發(fā)現(xiàn)：450℃2.5h時效熱處理過程中，兩種鍍層均發(fā)生了Ni的納米晶化和Ni3P相的沉淀析出，而Ni-P/CeO2復(fù)合鍍層中還伴隨產(chǎn)生NiCe2O4尖晶石相、納米CeO2等相析出，并優(yōu)先偏析釘扎在晶界、微孔等缺陷處。經(jīng)過