化学镀Ni-P层防变色超薄稀土转化膜的制备及镀层晶态对转化膜特性的影响

化学镀Ni-P层因具有良好的综合性能而在许多领域得到广泛应用。但镍极强的吸氧特性易在镀层表面形成镍的氧化物层而使镀层失去光泽甚至变色，也使镀层可焊性与耐蚀性受到严重影响。采用镀层上镀金或钝化都可解决上述问题，但镀金成本很高，而钝化采用的是传统六价铬方法，该工艺已在禁止之列。本项目拟采用稀土对Ni-P层进行处理，以解决其易氧化变色的问题。主要研究稀土钝化工艺，分析转化膜耐变色性以及耐腐蚀性。分析膜层的元素组成，提出转化膜的形成机制，着重分析稀土在钝化过程的反应历程。并研究Ni-P镀层的晶态性质对转化膜的形成及膜层特性的影响，主要研究镀层由非晶态转变为晶态时，钝化进程与转化膜特性的差异，分析导致差异的作用机制。本项目可解决六价铬工艺对环境的污染，同时解决镀层氧化变色的问题，具有重要的实用价值。镀层晶态特性的影响以及成膜机制的探讨对其它金属特别是非晶态合金表面无铬钝化工艺的研究具有较大的指导意义

本项目《化学镀Ni-P 层防变色超薄稀土转化膜的制备及镀层晶态对转化膜特性的影响》基本完成了预定研究内容。主要研究两方面的内容，即采用稀土工艺在化学镀Ni-P镀层表面制备防变色钝化膜；第二是研究镀层晶态特性对钝化膜性能的影响。研究过程发现非金属P对钝化膜成膜有重要影响，同时发现碱性工艺也可在镀层表面制备性能优良的钝化膜。研究获得以下几方面的重要结果：.采用稀土铈盐（Ce(SO4)2或(NH4)2Ce(NO3)6）为主盐，以苯并三氮唑为镀层防变色剂制备出无铬钝化膜，膜层耐氧化变色能力比未钝化的镀层提高一个数量级。XPS分析显示该钝化膜主要由Ni的氧化物组成。.分别通过100℃、200℃、300℃和400℃的热处理，使得镀层晶态特性得到明显改变，由非晶态逐渐向晶态转变。随热处理温度升高镀层腐蚀性逐渐改善，再经钝化处理，耐蚀性继续提高。300℃处理后钝化试样具有最低的腐蚀电流，0.03μAcm-2；400℃的热处理后再钝化的试样具有最高的极化电阻，达1024.5 kΩcm-2。但钝化处理对耐蚀性提高的效率而言，以100℃处理后改善效果最为显著，钝化可是耐蚀性提高80倍左右。.对不同P含量的镀层（Ni-0.0P、Ni-2.89P、Ni-7.2P、Ni-11.67P）进行钝化处理，再分析获得的钝化膜的化学组成。由分析结果可知，随P含量增加，钝化膜中成膜主盐含量逐渐升高，即P元素直接参与了钝化反应，对钝化膜成具有重要影响。虽然Ni、P均参与钝化反应，但其反应产物均未参与钝化膜成膜。.研究Ni-P镀层碱性钝化工艺，在含三价铬的碱性钝化中，钝化成膜可能由含苯环的有机离子的吸附行为引发，形成钝化膜。采用碱性钼酸盐钝化工艺在Ni-P镀层表面可制备无铬钝化膜，该膜层具有良好的耐蚀性，在3.5 wt.% NaCl溶液中耐蚀性与六价铬钝化膜性能相近。该钼酸盐钝化膜可使镀层的耐变色性提高40倍左右。XPS分析显示，膜层中可检测到Ni、P、O、Mo、C等元素，其中Mo元素精细谱图分析表明，钝化膜中的Mo主要以MoO3形式存在。.项目上述的研究成果中，非金属对钝化膜成膜的影响对其它金属材料的钝化研究具有较大的参考价值。而镀层晶态特性对钝化膜性能的影响，可将热处理引入钝化研究中，具有一定参考价值。

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