纳米氧化铈微粒对锌镀层结构和耐蚀性能的影响.pdfVIP

维普资讯 第 24卷 第 l期 稀 土 V0I．24，No．1 2003年 2月 ChineseRareEarths February2003 纳米氧化铈微粒对锌镀层结构 和耐蚀性能的影响 何建平 ，骆心怡，李顺林 (南京航空航天大学 材料科学与技术学院，江苏 南京 210016) 摘 要：耐蚀性能试验结果表明，从含纳米氧化铈微粒的氯化钾镀锌溶液中，所得锌镀层的耐蚀能力比纯锌层 的高 48 ～6O ；而从含微米氧化铈微粒 的镀锌溶液 中，所得锌镀层的耐蚀能力与纯锌层相 比则没有 明显差别 。 ICP测试的结果显示，对应镀层中纳米氧化铈的含量为 0．22％(质量分数)左右，微米氧化铈的含量只有 0．025％。 用 x射线衍射试验分别对含纳米氧化铈微粒的锌镀层和纯锌层的结构进行分析，结果表明纳米氧化铈微粒改变了 锌镀层结构，使镀层晶面的择优取向程度增大。显然，锌镀层结构的这种变化是镀层耐蚀能力获得改善的根本原 因 关键词 ：纳米氧化铈；锌镀层；耐蚀能力；择优取向 中图分类号：TG174．441；TG153．15 文献标识码：A 文章编号：1004—0277(2003)Ol一0024—04 众所周知，电镀锌的生产成本低，工艺操作简 存在尺寸效应，当晶粒尺度小于 35rim时，喷丸强化 单，是生产总量最大的一种阳极性防护工艺[】]。电镀 层的腐蚀速率随晶粒度的增加而下降；当晶粒度大 锌层的使用寿命取决于镀层的耐蚀能力，镀层的耐 于 35nm后，晶粒尺寸对腐蚀速率的影响则不明显。 蚀能力越强，则镀层的使用寿命越长。通过 电镀锌 马美华 以不溶性锌盐加入化学镀镍溶液中，制备 镍、锌铁合金提高镀层耐蚀能力是行之有效的方 了Ni—P纳米复合镀层，在NaC1溶液、HS气体中化 法 ]，然而，用 电镀 的方法使锌镀层合金化，在工 学镀层的耐蚀能力优于同样厚度 Ni—P镀层。朱立 艺操作上还存在一些 问题没有得到很好的解决，目 群[8在 Ni—w—B化学镀溶液 中加入 ZrO 纳米微粒 前，电镀锌合金工艺未能在生产中广泛使用就是明 后，其镀层在NaCI溶液、H：S0 中的耐蚀性也提高 证 。事实上，除电镀锌合金之外，还有一些方法也能 了2～3倍。王红艳[9发现含纳米氧化硅微粒的镀层 用于改善镀层的耐蚀性。如，在镀锌溶液中添加少量 耐NaC1溶液、HS气体腐蚀 的能力比不含氧化硅 的稀土化合物，可以有效地降低镀层的腐蚀速率，只 的更强。Bozzini[】们研究了Ni—p／gC复合镀层的耐 是降低的幅度与人们的期望值相 比还略嫌不够 ，故 蚀性 ，发现加入 BC后镀层 的耐点蚀能力 明显增 此工艺也未能在生产中获得广泛应用。 强 。 在镀层 中添加纳米微粒改善锌镀层的耐蚀性， 以上主要是针对纳米级晶态或含纳米微粒 的镀 是在纳米技术之上建立起来的新方法，纳米技术非 层 (涂层)进行理论性研究，其耐蚀能力仅是研究内 凡的特性赋予了这种方法广泛的发展前景，值得进 容中的次要部分，而针对面广量大的锌镀层的相关 一 步深入研究 已有一些研究成果初步涉及纳米技 研究，仍然是空白。因此，有必要从诸如纳米微粒的 术对镀层 (涂层)耐蚀性的影响。如，Mehmood通过 粒径、添加量等方面深入了解对锌镀层耐蚀能力的 对 Cr—Zr非晶态涂层进行热处理[5]，使涂层 晶粒小 影响。 于 20nm，发现该涂层在浓盐酸 中耐点蚀的能力 明 1 实验