镁合金低污染化学镀技术研究
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论文课程名称:轻金属表面处理技术班级:学号:姓名:专业:应用化学成绩:镁合金化学镀技术研究进展摘要综述了镁合金化学镀技术的研究历史和现状,重点介绍了镀前处理工序的革新、镀液配方的优化、多元镀以及复合镀技术的开发,在此基础上指出了镁合金化学镀技术今后的发展方向。
关键词镁合金化学镀表面改性Abstract The development history of electroless planting on magnesium alloy is simply introduced and a review is made on the status of it.The research progress in the pretreatment,bath formula,polybasic and composite coating is focused.On the basic of them,the existing questions and development tendency of the electroless plating on magnesium alloy are indicated.Key words magnesium alloys,electroless plating,surface modification1.引言镁作为最轻的金属结构材料,具有密度低、比强度高、弹性模量小、尺寸稳定、易于回收等优势。
随着镁加工工艺的改进,特别是环保标准的提高,镁合金逐渐成为继钢铁、铝之后的第三大金属结构材料,在汽车、航空航天、电子等领域有着广阔的应用前景,但是镁合金化学性质活泼,在侵蚀性环境中极易遭受腐蚀破坏,至今没有得到与其资源、性能相匹配的大规模的工业应用,因此,表面防护处理对于镁合金作为结构材料的应用具有十分重要的意义。
目前镁合金的表面处理方法主要有化学镀、电镀、化学转化、阳极/微弧氧化、有机涂装等。
镁合金电镀工艺的研究镁合金作为21世纪的“绿色”工程金属,除了具有比重小、比强度高、导热导电性能良好等特点外,还兼有良好的电磁屏蔽和阻尼减震性能。
镁合金已成为现代汽车、电子、通讯等行业的首选材料。
但是镁合金耐腐蚀差的问题限制了其应用的范围。
因此选择适当的表面处理工艺以增强镁合金的耐蚀性具有重要的现实意义。
在镁合金表面处理方法中,最为简单有效的方法就是通过电化学方法在镁合金基体上镀一层所需性能的金属或合金,即电镀。
与其他镁合金表面处理方法相比,在镁合金上进行电镀处理,不仅可以获得高耐蚀性的镀层,而且镀层的性能可以根据不同的要求进行改善。
对于表面具有导电、导热性、可焊性、耐磨性的要求,电镀更是一种不可替代的表面处理方法。
本文对镁合金的性质、应用、腐蚀与防护的现状进行了综述。
研究了镁合金电镀前处理中的浸锌工艺。
比较三种无铬环保的浸锌配方,找出一种最适合镁合金电镀前浸锌的方法。
在此基础上,对时间、温度以及超声波对镁合金浸锌工艺的影响进行了详细的研究。
阐述了镁合金浸锌工艺的机理。
通过表面形貌的观察、极化曲线、结合力实验和NaCl浸泡实验,研究了电流和超声波对镁合金电镀的影响。
研究结果表明,在电流密度为1.5 A/dm~2~2.5 A/dm~2的范围内,可以获得性能良好的锌镀层;电流密度在1.0 A/dm~2~2.0A/dm~2的范围内可以得到性能良好的铜镀层。
在平滑直流、全波整流、半波整流三种电流波形下对镁合金进行电镀时,平滑直流下所得镀层的性能最佳。
用超声波辅助电镀,得到了外表细腻,光泽度好,晶粒均匀,且覆盖紧密,结合力和耐蚀性明显优于无超声波辅助作用下所得镀层。
超声波是辅助电镀是在不改变镀液配方的前提下大幅度改变镀层性能的一种新工艺。
镁合金化学镀镍及多层复合镀层研究的开题报告一、研究背景及意义镁合金作为一种轻质、高强度、耐腐蚀、易加工的新型材料,已经广泛应用于汽车、航空航天、军工等领域。
然而,由于其表面易受到氧化、腐蚀等影响,使得其应用面临一定的困难。
因此,为了进一步提高镁合金的表面性能,需要开展相关研究,其中包括化学镀镍及多层复合镀层技术的研究。
化学镀镍技术以其良好的防腐性、耐磨性等优点,被广泛应用于各个领域。
在镁合金表面化学镀镍可以提高其表面的综合性能和质量,且通过控制镀液组分和工艺参数,可以获得不同的表面处理效果,为镁合金应用提供了更多的可能性。
多层复合镀层技术将不同的金属或合金镀层分层成多层,可以将不同材料的性能优势充分地发挥出来。
在镁合金表面多层复合镀层研究中,通过选择合适的镀液组分和制定适当的工艺参数,可以获得不同组合的多层复合镀层,并得到理想的表面效果,可用于提高镁合金表面的耐腐蚀性、抗磨性和耐高温等性能。
因此,针对镁合金表面化学镀镍及多层复合镀层技术的研究,有着重要的学术和实际应用价值。
二、研究内容及研究方法(1)研究内容:1. 了解镁合金表面化学镀镍的机理和影响因素,确定最佳的化学镀镍工艺参数,提高镀层的质量和表面效果。
2. 研究镁合金表面多层复合镀层的制备工艺条件,确定镀液组分和工艺参数,以得到高质量、具有优异性能的复合镀层。
(2)研究方法:1. 通过文献资料和分析镁合金表面化学镀镍的机理和影响因素,建立化学镀镍的反应模型,设计化学镀镍的实验方案,调节各项工艺参数,确定最佳的镀液组分和镀镍工艺。
2. 设计不同的多层复合镀层实验方案,探讨不同材料组合下的复合镀层性能,并通过表面形貌观察、物理性质测试等方法对复合镀层进行表征和分析,寻求应用于镁合金表面的最优多层复合镀层技术。
三、预期研究结果及意义1. 通过对镁合金表面化学镀镍的研究,可以获得最佳的工艺参数和镀液组分,提高镀层的质量,提高镁合金的表面性能。
2. 研究镁合金表面多层复合镀层技术,可以获得不同材料组合下的复合镀层,并确定最优方案,提高镁合金的表面耐腐蚀性、抗磨性和耐高温性能。
低氟无铬酸洗活化前处理的镁合金电镀研究镁合金是目前最轻的金属结构材料,具有许多优异的性能,在汽车、电子、航空等领域具有广阔的商业应用前景,被人们誉为“21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料”。
然而,由于镁的电极电势较负(-2.36 V),在空气中很容易被氧化,生成疏松、防护性能差的氧化膜,导致镁合金在潮湿的大气、土壤和海水中发生严重的腐蚀,限制了镁合金的广泛应用,电镀是镁合金表面防护处理的重要手段之一,可适用于高光泽装饰、耐磨,或在耐热条件下使用的镁合金表面要求。
但适当的电镀前处理过程是得到理想镀层的关键。
本文综述了国内镁合金零部件的生产与应用,镁合金表面防护处理及电镀前处理研究进展。
开发了镁合金一步酸洗活化电镀前处理工艺,用无氟、无铬的一步酸洗活化处理法取代目前存在的有氟有铬的酸洗和活化两步处理法。
研究了酸洗活化液的组成,酸洗活化工艺操作条件,并分析了镁合金一步酸洗活化机理。
同时对酸洗活化后的浸锌液的配方做了改进,进一步的研究了镁合金浸锌工艺和浸锌合金机理,并对浸锌液的稳定性作了研究。
此外,实验还对一步酸洗活化浸锌后镁合金进行了镀铜、锌、镍的研究。
研究结果表明:1.一步酸洗活化处理可取代酸洗和活化两步处理达到双重功效。
锰的氧化物和不溶性磷酸盐组成的活化膜能有效改善基底在溶液中的耐蚀性。
酸洗活化液的最佳pH值控制在4~6的范围内,酸洗活化时间大于450 s时试样表面才能形成有效活化膜。
镁合金在酸洗活化液中的腐蚀与表面活化膜的形成是同时发生的,开始时镁合金的腐蚀速率大于活化膜的形成速率,而后活化膜的形成速率逐渐增大并抑制腐蚀的进行。
在酸洗活化液中,活化膜的形成经历了成核、生长、增厚三个阶段,生长阶段的活化膜适用于做后续浸锌液中的保护模。
2.镁合金浸锌离不开氟离子,氟离子的加入减缓了镁与锌离子的置换反应速率。
溶解度小的氟化镁沉淀在镁基底上,影响了镁与锌离子之间的置换反应速率,从而控制了锌的沉积速率。