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大型柴油油箱内表面化学镀工艺研究
| 论文题名： | 大型柴油油箱内表面化学镀工艺研究 |
| 关键词： | 柴油;油箱;表面化学镀;化学镀层;次亚磷酸钠;热处理温度;柠檬酸铵;镍磷合金镀层;表面微观形貌;耐蚀性;耐腐蚀性;内表面;粒子;还原剂浓度;含量;热处理工艺;大阴极小阳极;沉积液;测试;能谱分析仪 |
| 摘要： | 大型采矿机的机载柴油油箱内表面不接触柴油的上部分往往会生锈。其铁锈脱落使得油箱内滤网网孔的堵塞，对发动机的正常运转严重影响。对于此类石油化工中一些容器的内表面的防腐，比较适宜的方法是化学镀，目前应用最广的是Ni-P化学镀。但Ni-P镀层属于阴极型镀层，镀层一旦有破坏，基材形成大阴极小阳极，加速容器局部腐蚀。而Ni-Zn-P镀层属于阳极型镀层，孔隙的存在不会对镀层整体防腐性能产生明显的影响。 本文提出采用柠檬酸铵为络合剂，次亚磷酸钠为还原剂化学镀Ni-Zn-P合金的配方。通过对化学镀Ni-Zn-P多元合金工艺研究，得出了金属离子浓度、还原剂浓度、沉积液温度和沉积液pH值等因素对沉积速度和镀层成分的影响，取得了优化配方和工艺：硫酸镍15g/L，硫酸锌20g/L，柠檬酸铵60g/L，次亚磷酸钠25g/L，乙酸铵20g/L，氢氧化钠80g/L，聚乙二醇0．1ml/L，温度为90℃，施镀时间2h，pH值为9．0。 同时分析了热处理工艺对沉积层晶化转变和显微硬度的影响，当热处理温度达到600℃时，镀层表面硬度达430HV左右。镀层耐磨性优良，且结合力牢固，且孔隙率为0。镀层呈现银灰色，厚度均匀，在24．0μm至27．0μm之间，经能谱分析仪测试，镍的含量约在40（wt％），磷的含量约在7（wt％），锌的含量约在9（wt％）。 通过AFM测试，结合化学镀原理探讨了化学镀层的成长机理。结果表明，化学镀层的形成是胞状生长方式，分散粒子的区域扩大连成完整的镀层，同时分散粒子还同时向厚度方向发展，粒子团此起彼伏发展，形成表面胞状形貌。观察镀层镀态的表面微观形貌，胞状体较大的尺寸为3μm左右，较小约为1μm。 用户外爆晒法和中性盐雾实验来测试镀层的耐腐蚀性。结果显示：锌镍磷合金镀层比纯锌镀层的腐蚀速率慢。同时，热处理对镍锌磷镀层的耐蚀性也有影响，提高镀层的热处理温度可以提高镀层的耐蚀性。 镀液的不稳定会增加镀层颗粒的不均匀性，产生大小不一，高低不平的现象，会增加镀层形成孔隙的机率。因次亚磷酸钠的增加导致的镀液不稳定，会使镀层的颗粒形成团结现象。 通过本文的研究工作，希望对制备廉价的、性能可靠的、可大规模生产的、适用于钢铁基体的化学镀镀层和推动其实际应用具有积极作用。 |
| 作者： | 潘振中 |
| 专业： | 化工过程机械 |
| 导师： | 胡小芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华南理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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