化學(xué)沉積Ni-Cu-P基復(fù)合涂層制備及其廢液處理的研究.pdf

1、本文采用化學(xué)沉積方法制備了Ni-Cu-P化學(xué)鍍層，研究了沉積液組成和工藝條件對Ni-Cu-P鍍層成分、組織結(jié)構(gòu)、表面形貌、摩擦磨損以及耐腐蝕性能的影響；并將納米TiO2引入化學(xué)沉積液，實現(xiàn)與Ni、Cu、P基質(zhì)共沉積，獲得納米TiO2化學(xué)復(fù)合涂層。研究了沉積液組成和工藝條件對復(fù)合涂層中納米TiO2復(fù)合量的影響。同時利用X射線衍射、掃描電鏡及電子能譜等方法表征了納米復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)、表面形貌和成分，研究了復(fù)合涂層的顯微硬度、耐磨性、耐腐蝕

2、性以及光催化性能。研究化學(xué)沉積的同時，采用化學(xué)氧化-沉淀法，氧化破絡(luò)去除重金屬離子和磷，探索出一種簡便有效的化學(xué)沉積廢液處理方法，以達(dá)到減少環(huán)境污染目的。 結(jié)果表明：化學(xué)沉積Ni-Cu-P沉積層的沉積速率分別隨硫酸銅含量的增加而降低；顯微硬度在硫酸銅含量為0.6g/L時最高。400℃熱處理后沉積層晶化，沉積層的顯微硬度最高，表現(xiàn)出良好的耐磨性能。沉積層的耐磨性能在硫酸銅含量為0.4g/L時最好，和Ni-P沉積層相比Ni-Cu-P

3、沉積層的耐磨損性能更好。 隨著沉積液中硫酸銅濃度的增加，Ni-Cu-P三元合金中Cu含量顯著上升，而Ni、P含量不斷下降?；瘜W(xué)沉積液中Cu2+的引入，細(xì)化了Ni-Cu-P三元合金的胞狀組織。隨著Cu含量的增加，合金涂層的晶態(tài)特征愈來愈明顯。 Ni-Cu-P合金涂層具有良好的耐蝕性，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.5％NaCl腐蝕液中，隨著銅含量的增加腐蝕電位先正移后負(fù)移，銅含量在0.4g/L時試樣的腐蝕電流最小，最耐蝕。鹽霧試驗表明化學(xué)

4、沉積液中加入CuSO4·5H2O所得的涂層耐腐蝕性明顯高于Ni-P涂層和45＃鋼基體。 Ni-Cu-P-納米TiO2復(fù)合涂層中納米TiO2復(fù)合量隨沉積液中納米TiO2添加量的增加先增加后降低，當(dāng)沉積液中納米TiO2添加量為6g/L時，復(fù)合涂層中納米TiO2復(fù)合量達(dá)到7.75wt％。Ni-Cu-P-納米TiO2復(fù)合涂層在3.5wt％NaCl溶液中的耐腐蝕性能優(yōu)于Ni-P-Cu合金涂層和Ni-P-納米TiO2復(fù)合涂層。在優(yōu)化工藝條

5、件下制備的Ni-Cu-P-納米TiO2復(fù)合涂層的光催化性能略低于Ni-P-納米TiO2復(fù)合涂層。 在化學(xué)沉積液處理中，破絡(luò)氧化劑H2O2投加量為600ml/L、氧化破絡(luò)時間為3h、氧化破絡(luò)溫度為40℃、沉淀pH值為12.0、沉淀靜置時間為4h時，鎳離子的去除率達(dá)到99.1 wt％、銅離子去除率達(dá)到98.8wt％。回收的氫氧化鎳和氫氧化銅沉淀，用稀硫酸溶解后配成Ni-Cu-P-納米TiO2沉積液施鍍的涂層，其沉積速率、硬度、耐腐蝕