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电化学方法研究锌镍合金镀层耐腐蚀性能韩玉娟;郑凯【摘要】Zn-Ni alloy coating and Zn coating were prepared by electrodepositing in alkaline electrolyte respectively. They were handled into working electrodes. Platinum electrode and calomel electrode were chosen as counter electrode and reference electrode respectively. They were immersed into 5% NaCl solution simultaneously. The electrochemical workstation was utilized to measure the corrosion performance after 120 h. The test result indicated that the corrosion potentials of the Zn-Ni alloy and Zn coating were respectively -0. 778 and -0. 989 V, rate of corrosion on Zn-Ni alloy and zinc coating were 0. 0405 and 0. 301 g/( m2 ·h) , which indicated that the corrosion rate of Zinc coating was seven point four times of that of Zn-Ni alloy, their real part values within the low frequency range from 1 to 10 Hz were 250 and 900 Ω/cm2 respectively, the value of Zn-Ni was 3. 5 times than that of Zn coating.%碱性介质中制备锌镍合金镀层与镀锌层,并制备成工作电极,分别选择铂电极和饱和甘汞电极作为对电极和参比电极,5%氯化钠溶液为测量介质,采用电化学工作站测量工作电极电化学特性。
酸性和碱性锌镍合金电镀工艺比较(总2页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March酸性和碱性锌镍合金电镀工艺比较现代电镀网讯：一、两种工艺优缺点比较酸性锌镍合金电镀与碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌与碱性镀锌的特点类似。
以下分别对比这两种工艺的主要优缺点。
碱性锌镍合金电镀的优点酸性锌镍合金电镀的缺点1、均镀能力(分散能力)好，镀层 1、均镀能力(分散能力)相对较低厚度分布相对均匀。
镀层厚度分布均匀性相对要差。
2、工件高、低电流密度区镀层中 2、工件高、低电流密度区镀层中的镍含量差别较小。
的镍含量差别较大。
碱性锌镍合金电镀的缺点酸性锌镍合金电镀的优点1、电流效率低，一般为50%左右， 1、电流效率高，一般为90%左右，镀层沉积速度慢，0.25微米/分左右。
镀层沉积速度快，最高可达1.0微米/分以上。
2、生产运行成本高。
2、生产运行成本低，较碱性工艺低50%左右。
3、保持镀槽正常运转相对较难。
3、保持镀槽正常运转相对较易。
4、不能镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。
4、可以镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。
二、两种工艺的选择从上述两种工艺的特点及优缺点的对比中我们可以得出，对这两种工艺的选择取决于被镀覆工件的材料和工件的几何形状。
除铸铁、渗碳钢这类材料外，由其它金属材料(主要是碳钢)制成的工件选用何种工艺将取决于工件的几何形状，其选择的原则是：在电镀时工件的高电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者差别较大的则采用碱性工艺，反之，则采用酸性工艺。
例如，带有盲孔的工件或工件的中心部位与其边缘部位距离较远的工件(如叶轮)，这类工件在电镀时其工件的高电流密度区的电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者相差甚大。
在此情况下，若采用酸性工艺，工件的低电流密度区与高电流密度区的镀层厚度以及镀层中的镍含量的差别较采用碱性工艺要大得多。
酸性镀锌和碱性镀锌的工艺
酸性镀锌和碱性镀锌是两种不同的镀锌工艺，它们在镀锌过程中使用的化学物质和工艺条件有所不同。
酸性镀锌工艺是指在酸性条件下进行镀锌处理的工艺。
在这种工艺中，通常使用硫酸或氯化铁等酸性溶液来溶解锌盐，然后通过电化学反应将锌层沉积在金属表面上。
这种工艺通常用于镀锌薄钢板和管材。
碱性镀锌工艺则是指在碱性条件下进行镀锌处理的工艺。
在这种工艺中，通常使用氢氧化钠或氢氧化钾等碱性溶液来溶解锌盐，然后进行电化学反应将锌层沉积在金属表面上。
这种工艺通常用于镀锌重型钢材和大型零部件。
总的来说，酸性镀锌工艺更适用于细小的金属零件，而碱性镀锌工艺更适用于较大和较重的金属零件。
两种工艺都需要严格控制工艺条件和化学物质的使用，以确保镀锌层的质量和均匀性。
碱性锌镍合金废水处理达标
一、碱性锌镍合金电镀
锌镍合金电镀属于合金电镀工艺的一种，由于锌镍合金电镀具有优异的防护性、耐腐蚀性等优点，锌镍合金电镀近年来发展极其迅速，已经广泛应用在汽车、航天、电子、军工产品的生产制造中。
锌镍合金分成碱性锌镍和酸性锌镍两种，其中碱性锌镍和酸性锌镍的工艺优缺点对比如下：
二、锌镍合金废水处理剂
锌镍合金废水处理剂J-302能够将锌镍合金废水处理至达标排放。
J-302为最新一代重金属捕集剂，无需破络的情况下J-302可直接与废水中的锌镍离子结合行成沉淀，从而实现废水的重金属达标排放。
下图为重捕剂J-302的化学原理图。
重捕剂J-302的使用步骤如下：
（1）调节废水pH＝2.5-3.5；
（2）投加一定量的J-302搅拌反应10 min；
（3）加碱调节pH至8-9左右；
（4）投加与J-302等量的聚合氯化铝PAC和少量聚丙烯酰胺PAM，并搅拌均匀，使沉淀静置沉降；
（5）沉降后上清液过滤后测锌镍的浓度。
四、J-302处理锌镍合金废水的原理
J-302经过独有的分子工程设计，具有特殊的分子基团群，该分子基团群与锌镍离子具有强结合作用，使得J-302能够在柠檬酸、EDTA等络合剂存在的情况下与锌镍离子行成沉淀物，从而去除废水中的锌镍离子。
处理后的废水中的锌离子<1mg/L，镍<0.1mg/L。
实现电镀废水GB21900-2008的表三标准。
五、药剂性能优势
1.超强的金属螯合能力，无需破络可以有效去除锌镍离子。
2药剂用量低，沉淀效果好，出水澄清。
3产生的污泥量少，减少企业固废的处理成本。
4不会增加COD。
酸性镀锌镀液PH值在4-6（PH值越小，酸性越强；PH值越大，碱性越强。
一般从0-7属酸性，7-14属碱性。
）目前镀锌工艺主为碱性锌酸盐和酸性氯化钾镀锌。
酸性镀锌（氯化钾镀锌）
优点：1、镀层鲜艳。
2、镀覆速度快，效率高，成本较低。
缺点：1、镀锌层为片状，结合力差，易脱落。
2、防腐能力差，镀层的耐盐雾性能实验无法保证。
3、镀层脆性大，时间长钝化膜易变色。
碱性镀锌（锌酸盐镀锌）
优点：1、镀层结合力较好，镀锌层为柱状结构；
2、防腐蚀能力强，镀层的耐盐雾性能试验较好，可达到72小时以上；
3、彩色钝化膜附着能力好，不易变色。
缺点：1、镀前处理要求较高；
2、电阻率大，生产效率低；
3、电镀时碱味重，刺鼻。
4、色彩相对较暗，不如酸锌鲜艳。
根据两种不同镀锌的优缺点，酸性镀锌无法保证产品符合ROHS标和要求，质量无法保证，应采用碱性镀锌工艺。
几种常见的电镀锌工艺优缺点
在电镀行业中，相信您一定对电镀锌加工工艺非常的了解，
我们先将电镀锌做一下分类，
再一一了解。
电镀锌如果按电镀加工工艺分的话可以氰化镀锌，酸性镀锌以及碱性无氰锌酸盐镀锌，
今天小编就和你一起了解一下电镀锌这三种工艺的优缺点。
氰化镀锌电镀加工优缺点:
优点：氰化镀锌的结晶比较细致，镀液的分散能力以及覆盖能力都比较好而且如果用钢铁作为集体进行电镀加工的话，不会对钢铁本身造成腐蚀。
缺点：它的电镀溶液含有毒物质氰化物，排放的废水和废气会对坏境有一
酸性镀锌电镀加工优缺点:
优点：它的电镀溶液成本比较低，而且镀液非常稳定电流效率也高。
最主要的是他的镀层沉淀速度快。
缺点：他镀液的均镀能力和深镀能力相对其他电镀溶液比较差，而且镀层的结晶体比较粗糙，只适合加工一些表面结构简单的加工品，而且镀液对钢铁基体设备有一定的腐蚀作用。
碱性无氰锌酸盐镀锌电镀加工优缺点:
优点：电镀溶液不含氰物质，不会对钢铁基体才、造成腐蚀，
钝化膜及时在湿热的大气中也不会轻易出现变色发黑等情况。
缺点：镀层的结合力以及脆性相对于氰化镀锌有一定的差距。
南昌航空大学硕士学位论文碱性锌酸盐锌镍合金电镀工艺及机理研究姓名：吴浩杰申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：杜楠20080501摘要锌镍合金是一种新型防护性镀层，具有极高的耐蚀性和优良的机械性能，极具有发展前景。
本文优选出碱性锌酸盐锌镍合金镀液的添加剂，并通过正交实验优化了锌镍合金电镀工艺参数与镀液配方，系统地研究了电沉积锌镍合金的工艺条件。
重点探讨了阴极电流密度、温度和镀液成分含量对锌镍合金镀层中镍含量的影响规律。
采用x射线衍射仪、扫描电镜和分光光度计等分析仪器和手段，对锌镍合金镀层的成分、微观形貌、相结构和腐蚀产物进行分析和研究。
采用动电位扫描法研究了锌镍合金共沉积电化学行为，并结合交流阻抗谱分析探讨了锌镍合金共沉积类型和机理。
采用了电化学极化曲线、盐水浸泡法和中性盐雾实验法对锌镍合金镀层的耐蚀性进行了研究。
结果表明：（1）在ZnO 12g/L; NaOH 120g/L; NiSO4·6H2O 8g/L; 络合剂ZNA 40mL/L; 酒石酸钾钠 40g/L; 光亮剂6mL/L; T=25℃;D k=2.5A/dm2下，可获得镍含量为12~14wt.%的锌镍合金镀层。
（2）锌镍合金镀层中的镍含量与合金镀液组成及工艺条件有关，其中镀液中锌镍离子浓度比对镀层的镍含量影响最大。
（3）在合金电镀过程中，锌离子的存在和析出，会在阴极表面形成中间产物吸附膜，使镍的还原受阻，所以锌镍合金共沉积表现为异常共沉积。
（4）镍含量不同，相组成不同，耐蚀性也不同。
镍含量<10%的锌镍合金镀层是δ+η相；10-14%主要是δ+x相；14-18%是γ+δ相；>18%是γ+δ+α相。
耐蚀性总体表现为δ+x相优于δ+η相、γ+δ相优于γ+δ+α相。
（5）锌镍合金镀层在腐蚀过程中，由于NiO的存在，使Zn(OH)2转化为ZnO的过程受阻，提高了合金镀层的耐蚀性。
关键字：锌镍合金，电镀，合金共沉积，异常共沉积，耐蚀性ABSTRACTZinc-Nickel alloys are a kind of new and protective coatings and have been developed. The Zn-Ni alloys coatings have a promising future, because of their high corrosion resistance and good mechanical properties. In this paper, Zinc-Nickel alloys electroplating has been realized by adopting new additive, complexant and orthogonal experiments.The new process conditions and solutions of electroplating Zinc-Nickel alloys have been obtained and researched from all aspects. The effects of current dencity, temperature, composition of electroplating solution on the content of Nickel in the deposits were investigatied. The rules of Zinc-Nickel alloy coating component, microcosmic appearance and structure, corrosion products have been analyzed and researched by means of adopting XRD, SEM and spectral photometer. The electrochemical bebavior of the Zn-Ni electroplating has been studied respectively by linear sweep voltammetry and cyclic voltammetry, partial current method and alternating current impedance method. The properties of the Zinc-Nickel alloys corrosion resistance have been researched by the electrochemisty test, NaCl immersion test and the neutral salt spray test. The results show: (1) The Zn-Ni alloys coating which the content of nickel is in 12~14wt.% with highest corrosion resistance has been abtained by ZnO 12g/L; NaOH 120g/L; NiSO4·6H2O 8g/L; Complexing ZNA 40mL/L; Sodium tartrate 40g/L; Brightener 6mL/L; T=25℃; D k=2.5A/dm2. (2) The composition and process could affect the content of nickel in Zn-Ni alloys coatings, the concentration alteration of Zn2+ and Ni2+ in the bath lead to induce alloy nickel content changes. (3) Zn-Ni alloys plating is anomalous codeposition. Zn2+leds to the formation of intermediate production film on the surface of the cathode during codeposition, which could embarrass Ni2+ deposition. (4) Zn-Ni alloys electrodeposits exhibit different alloy phases with different corrosion resistance as a functction of their alloy composition. The diffent phases appeared as the nickel content in the deposits changed, Ni content lower than 10 wt.%, mainlyδ+η; Ni 10-14 wt.%, δ+x; Ni 14-18wt.%, γ+δ; and Ni higher than 18wt.%, γ+δ+α. Corrosion resistance capability isδ+x>γ+δ\δ+η>γ+δ+α. (5) Zn-Ni alloy coatings are of much better corrosion resistance, because of NiO, The process of Zn (OH)2 converting to ZnO is hindered, so the corrosion resistance of the coatings is improved.Key Words:Zinc-Nickel alloys, electroplating, alloy electrodeposition, anomalous codeposition, corrosion resistance南昌航空大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是我个人在导师指导下，在南昌航空大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。
酸性和碱性锌镍合金电镀工艺比较
现代电镀网讯：
一、两种工艺优缺点比较
酸性锌镍合金电镀与碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌与碱性镀锌
的特点类似。
以下分别对比这两种工艺的主要优缺点。
碱性锌镍合金电镀的优点酸性锌镍合金电镀的缺点
1、均镀能力(分散能力)好，镀层 1、均镀能力(分散能力)相对较低
厚度分布相对均匀。
镀层厚度分布均匀性相对要差。
2、工件高、低电流密度区镀层中 2、工件高、低电流密度区镀层中
的镍含量差别较小。
的镍含量差别较大。
碱性锌镍合金电镀的缺点酸性锌镍合金电镀的优点
1、电流效率低，一般为50%左右， 1、电流效率高，一般为90%左右，
镀层沉积速度慢，0.25微米/分左右。
镀层沉积速度快，最高可达1.0微米/分以上。
2、生产运行成本高。
2、生产运行成本低，较碱性工艺低50%左右。
3、保持镀槽正常运转相对较难。
3、保持镀槽正常运转相对较易。
4、不能镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。
4、可以镀覆铸铁、渗碳钢、高碳钢。
二、两种工艺的选择
从上述两种工艺的特点及优缺点的对比中我们可以得出，对这两种工艺的选择取决于被镀覆工件的材料和工件的几何形状。
除铸铁、渗碳钢这类材料外，由其它金属材料(主要是碳钢)制成的工件选用何种工艺将取决于工件的几何形状，其选择的原则是：在电镀时工件的高电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者差别较大的则采用碱性工艺，反之，则采用酸性工艺。
例如，带有盲孔的工件或工件的中心部位与其边缘部位距离较远的工件(如叶轮)，这类工件在电镀时其工件的高电流密度区的电流密度与工件的低电流密度区的电流密度二者相差甚大。
在此情况下，若采用酸性工艺，工件的低电流密度区与高电流密度区的镀层厚度以及镀层中的镍含量的差别较采用碱性工艺要大得多。
当被镀的是形状简单的工件，诸如圆柱体的各类滚筒、活塞、紧固件等等，由于工件表面的电流密度相对一致，在此情况下，就应选择酸性工艺，因为碱性工艺的二大优点已无多大意义，而其本身的缺点却相当突出。
三、对当前我国锌镍合金电镀现状的一点看法
我国对锌镍合金的研究始于上世纪八十年代，其所研究的皆为酸性氯化物电镀工艺。
笔者在此项研究中成功地解决了酸性氯化物电镀锌镍合金的技术关键-找到并确定有效抑制低阴极电流密度区镍沉积的最佳组合添加剂。
由于这一突破，该项工艺可用于形状较为复杂钢铁件的挂镀，也可用于滚镀。
自一九九三年起先后多家单位用此工艺投入工业批量生产，其中一项主要加工产品是电缆桥
架，在近十年里其加工量达1-2万吨。
但就笔者所知，酸性锌镍合金电镀虽在上世纪九十年代开始用于工业生产，但无论从其应用的产品品种和数量来说均处于起步阶段，至于碱性锌镍合金电镀在九十年代尚未见用于工业生产的报导。
锌镍合金电镀在我国迅速发展普及还是最近几年的事，但发展的只是碱性锌镍合金电镀，酸性锌镍合金电镀却并未得到相应发展。
如前所述，酸性锌镍合金电镀与碱性锌镍合金电镀的工艺特点与酸性镀锌与碱性镀锌的特点类似，工艺的选择均取决于工件的形状(除某些钢种外)，有的适用碱性工艺，有的适用酸性工艺，因此，按理锌镍合金电镀两种工艺的使用比例应与酸性镀锌与碱性镀锌的比例大致接近，而不应有悬殊的差别。
据知，我国酸性镀锌占电镀锌总量的50%以上，碱性镀锌约占40%左右，而酸性锌镍合金电镀虽未见全国统计数据但据笔者估计不会超过10%。
酸性锌镍合金电镀所占比例如此之低的原因就在于大量本应采用酸性锌镍合金电镀的工件目前普遍采用了碱性锌镍合金电镀工艺。
仅据煤矿单体液压支柱为例，全国使用量超过100万支，无数专一为此电镀加工的单位普遍采用碱性锌镍合金电镀工艺而不是酸性锌镍合金电镀工艺。
根据笔者对这两种工艺的研发与生产实践，这类加工件在镀层镍含量相同、镀层厚度相同、耐蚀性相似的情况下，采用酸性锌镍合金电镀工艺其生产成本可降低50%左右，产量可提高2倍以上。
笔者在此不打算对造成我国近年锌镍合金电镀两种工艺不合常理的发展状况的原因进行探讨，但仅预测这种状况将在数年后会得到改变，酸性锌镍合金电镀工艺将逐步上升至它所应占的比例。
