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传统的镀锌层,是防止钢铁腐蚀的应用最广泛最经济的措施。随着现代工业和科学技术的飞速发展,传统的镀锌层已不能满足要求。为此,人们采取了一系列措施,其中最有效的方法之一就是电镀锌基合金。具有耐蚀性高、延展性好、低氢脆、内应力小等优点的锌基合金镀层必将替代锌镀层、铬镀层和镉镀层,在汽车、造船、航空、建筑、交通设施和电子工业中得到广泛应用。在中国,锌基合金电镀技术尚处在研究开发阶段。因此,本文研究了弱酸性氯化物体系中Zn-Ni、Zn-Ni-P合金电镀工艺及其基础理论,以期缩短我国锌基合金电镀与世界水平间的差距。 本文采用浓硫酸对乳化剂OP-10进行硫酸化改性,确定了硫酸化工艺的最佳条件。以改性后的OP为载体光亮剂,复配适量的主光亮剂和辅助光亮剂,得到了浊点高、光亮电流密度区域宽的锌镍合金电镀添加剂。 研究了微酸性氯化物体系中电镀光亮Zn-Ni合金镀层和弱酸性简单氯化物体系中电镀Zn-Ni-P合金镀层的工艺,探讨了镀液各组分及工艺条件对合金镀层中Ni及磷含量的影响,得到了电镀Zn-Ni及Zn-Ni-P合金镀层的最佳镀液组成及工艺条件。分别考察了含镍13%的Zn-Ni及合镍15%、含磷0.9%的Zn-Ni-P合金镀层在5%NaCl溶液(30℃)中的耐蚀性能,它们的寿命是经过白色钝化同等厚度(8μm)的纯锌镀层的6~8倍。 采用非银盐、铜盐发黑剂,系统研究了锌镍合金镀层的黑色钝化工艺,并将磷化工艺结合进钝化中,得到了厚膜型钝化膜。经该黑色钝化工艺钝化的锌镍合金的耐腐蚀寿命是纯锌镀层的8~9倍。 采用线性电势扫描法研究Zn-Ni合金共沉积和Zn-Ni-P合金共沉积的电化学行为,讨论了镀液组成及温度对镀层耐蚀性的影响,发现了Zn-Ni-P合金电镀过程中Ni与P之间存在着协同效应。 用交流阻抗法研究了锌镍合金的腐蚀机理,并结合能带理论的费米能级概念和量子电化学理论,阐述了锌镍合金具有优异耐蚀性的根本原因。 利用各种电化学研究手段研究了Zn-Ni-P合金镀层中P的阴极析出机理,推导出P还原的反应动力学方程,求得各动力学参数,并运用该析出机理解释合金沉积过程中产生的镍与磷之间的协同效应。