化學(xué)鍍摻雜納米sio2對(duì)鍍液穩(wěn)定劑的篩選

1、1化學(xué)鍍摻雜納米化學(xué)鍍摻雜納米SiO2對(duì)鍍液穩(wěn)定劑的篩選對(duì)鍍液穩(wěn)定劑的篩選安遠(yuǎn)飛1，沈岳軍2，徐麗1，聶夢(mèng)1，張黎1，吳興韋1，劉定富1（1、貴州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，貴州貴陽(yáng)550025；2、中國(guó)航天科工集團(tuán)第十研究院貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽(yáng)550009）（已被《電鍍與環(huán)?！罚↖SSN10004742，CN311507X）錄用。稿號(hào)為18063）摘要：摘要：以沉積速率、穩(wěn)定性、孔隙率和顯微硬度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了碘酸鉀和硫酸銅對(duì)

2、化學(xué)鍍摻雜納米SiO2得到的復(fù)合鍍層的影響。鍍液配方和工藝為：NaH2PO2H2O3032gL，NiSO46H2O2628gL，一水合檸檬酸1520gL，乳酸1015mlL，CH3COONa3H2O15gL，表面活性劑AB=2040mgL，納米SiO21~2gL，溫度(85~88)C，pH4.6~4.8，時(shí)間1h。結(jié)果表明：碘酸鉀作為穩(wěn)定劑時(shí)的最佳用量為60~80mgL，硫酸銅作為穩(wěn)定劑時(shí)的最佳用量為20~40mgL，當(dāng)20mgL硫酸銅

3、、80mgL碘酸鉀復(fù)配時(shí)，兼顧了硫酸銅和碘酸鉀單獨(dú)做該體系的穩(wěn)定劑時(shí)的缺陷，復(fù)合鍍層硬度高達(dá)483.41HV，鍍層耐蝕性較好，孔隙率僅為0.76個(gè)cm2。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：鎳–磷合金；納米二氧化硅；復(fù)合化學(xué)鍍；碘酸鉀；硫酸銅中圖分類號(hào)：中圖分類號(hào)：TQ153.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：文章編號(hào)：ScreeningofelectrolessplatingdopednanoSiO2fbathstabilizerANyuanfeiS

4、HENYuejunXUliNIEmengZHANGliWuxingweiLIUDingfu.Abstract:TheeffectsofpotassiumiodidecoppersulfateonthecompositecoatingsobtainedbyelectrolessplatingdopedwithnanoSiO2werestudiedbytakingdepositionratestabilitypositymicrohardn

5、essasevaluationindexes.Platingsolutionfmulatheprocessis:theNaH2PO2H2O30to32gLNiSO46H2O2628gLcitricacidmonohydrate1520gL1015mlLlacticacidCH3COONa3H2O15gLsurfactantAB=2040mgLnanoSiO21~2gLtemperature(85~88C)pH4.6~4.8thetime

6、of1h.Theresultsshowedthatthepotassiumiodatefoptimumdosageofstabilizeris60~80mgLthebestdosageofcoppersulfateasastabilizerf20to40mgLwhen20mgLcoppersulfatepotassiumiodate80mgLfthecoppersulfatepotassiumiodatedothedefectsofth

7、esystemstabilizercompositecoatinghardnessupto483.41HVcoatinghasgoodcrosionresistanceposityofonly0.76acm2.Keywds:nickel–phosphatealloyNanosilicaCompositeelectrolessplatingPotassiumiodate.CoppersulfateFirstauth’saddress:Sc

8、hoolofChemistryChemicalEngineeringGuizhouUniversityGuiyang550025China；ChinaAerospaceScienceTechnologyResearchInstituteGuizhouSpaceApplianceStockCoLtd，Guiyang550009，China納米二氧化硅復(fù)合化學(xué)鍍是在Ni–P化學(xué)鍍的基礎(chǔ)上添加納米SiO2粒子而得到納米復(fù)合鍍層，其復(fù)合鍍層有著

9、高硬度、耐蝕性好等優(yōu)異的性能，廣泛應(yīng)用于航空、航天、機(jī)械、化工設(shè)備等行業(yè)[12]。目前，復(fù)合化學(xué)鍍存在的最主要的問(wèn)題是納米粒子加入會(huì)造成鍍液極不穩(wěn)定。通常需要在鍍液中加入一定量的穩(wěn)定劑，通過(guò)對(duì)導(dǎo)致鍍液分解的活性結(jié)晶核進(jìn)行掩蔽來(lái)阻礙金屬離子在活性晶核上的還原，從而提高復(fù)合鍍液穩(wěn)定性[3]。化學(xué)鍍Ni–P的常用穩(wěn)定劑主要如下：重金屬離子(如Pb2、Cd2)、陰離子型（如碘化鉀）、含氧酸根離子型（碘酸鉀、硫酸銅）、含N穩(wěn)定劑（如苯并咪唑、苯并

10、三氮唑）等[45]。本文以檸檬酸和乳酸為配位劑，以沉積速率、鍍液穩(wěn)定性以及復(fù)合鍍層的硬度、孔隙率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)前期的研究，確定了碘酸鉀和硫酸銅這2種穩(wěn)定劑對(duì)鍍液和鍍層的影響進(jìn)行了說(shuō)明并且篩選了得到了合適的穩(wěn)定劑及最佳添加量，為納米化學(xué)鍍的在工業(yè)上的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.1工藝流程工藝流程基金項(xiàng)目：基金項(xiàng)目：貴大（國(guó)）創(chuàng)字2017（014）；貴州省科技計(jì)劃(黔科合GZ字［2015］3010)。作者簡(jiǎn)介：作者簡(jiǎn)介：安遠(yuǎn)飛（1

11、996–），男，貴州遵義人，在讀本科生，主要研究方向?yàn)榻饘俨牧媳砻娓男浴?以50mm50mm2mm的45#碳鋼為基底，工藝流程為：除油(溶液配方：碳酸鈉25gL，磷酸鈉25gL，十二烷基苯磺酸鈉2gL，溫度：50C)→水洗→打磨→水洗→稱重→純水洗→活化(鹽酸)→水洗→純水洗→Ni–P–納米TiO2復(fù)合化學(xué)鍍→水洗→烘干→稱重。1.2復(fù)合化學(xué)鍍鍍配方和工藝復(fù)合化學(xué)鍍鍍配方和工藝次亞磷酸鈉（NaH2PO2H2O）30~32gL，硫酸鎳（N

12、iSO46H2O）26~28gL，檸檬酸（C6H8O7）15~20gL，乳酸（CH3CH(OH)COOH）1015mlL，醋酸鈉（CH3COONa3H2O）15gL，表面活性劑AB=2040mgL，由上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供的粒徑為40nm納米SiO2添加量為1~2gL，溫度85~88C，pH4.6~4.8，時(shí)間1h。1.3性能檢測(cè)和表征性能檢測(cè)和表征1.3.1鍍液穩(wěn)定性采用PdCl2加速試驗(yàn)法[67]：取復(fù)合化學(xué)鍍?nèi)芤?0m

13、L于100mL的燒杯中，置于60C水浴鍋中恒溫0.5h，燒杯內(nèi)液面比水浴液面低約2cm。隨后在攪拌條件下，用移液管量取100mgL的PdCl2溶液lmL加入鍍液，記錄PdCl2加入至鍍液由白綠濁狀變?yōu)楹谏臅r(shí)間。1.3.2沉積速率采用上海越平科學(xué)儀器有限公司的FA1104B型電子天平稱量施鍍前后試樣的質(zhì)量，按式(1)計(jì)算沉積速率ν。(1)10mmvAt???式中，m0、m1分別為施鍍前、后試樣的質(zhì)量，g；A為鍍件表面積；t為施鍍時(shí)間，h

14、。1.3.3鍍層性能(1)耐蝕性：復(fù)合鍍層耐蝕性用孔隙率的大小來(lái)表征。具體方法為：孔隙率是化學(xué)復(fù)合鍍鍍層檢測(cè)耐蝕性的重要指標(biāo)之一。在化學(xué)復(fù)合鍍施鍍過(guò)程中，有氫氣的析出，其宏觀缺陷以孔隙為主，因此鍍層孔隙率的檢測(cè)可作為實(shí)驗(yàn)室間接評(píng)價(jià)復(fù)合鍍層耐蝕性的方法。根據(jù)GB593586《輕工產(chǎn)品金屬鍍層的孔隙率測(cè)試方法》，采用貼濾紙法進(jìn)行孔隙率檢測(cè)，采用直徑為90mm的圓形濾紙。檢測(cè)液組成為：K3[Fe(CN)6]10gL，NaCl20gL。孔隙率計(jì)