锌镍合金电镀工艺的研究+文献综述(6)
Imai等测量了Zn-Ni合金沉积过程中的溶液电阻、双电层电容和电荷转移阻抗。通过对两相合金沉积过程动力学参数的研究表明：锌离子抑制了镍离子析出过程中发生的均相化学反应和电荷转移反应，导致了异常共沉积(仓知三夫学说)。
Roev等站在电化学动力学的角度，对碱性锌镍合金电沉积做了不同的解释：镍(铁族金属)的沉积反应比锌的沉积反应具有更大的极化特性。何为对Zn-Ni合金的异常共沉积与正常共沉积的转变进行了研究，他认为镍的动力学参数小，还原反应慢，破坏Ni与Zn的热力学活泼顺序是导致异常共沉积的本质原因。Nicol等提出碱性锌镍合金电镀异常共沉积是由于在铁族金属镍表面，锌能够发生欠电位沉积从而导致铁族金属镍的沉积受到阻碍的观点。[13]
2.2 现有基础
大学四年中所学专业为表面精饰电镀方向。所学课程有：电镀理论与技术、电化学与金属腐蚀、涂装工艺与设备、功能性镀涂层及其应用、电镀工程、电镀手册、表面处理车间工艺、应用化学专业英语等专业课程。
2.3 锌镍合金中镍含量的影响
2.3.1 镀层性能测试
(1)结合力 镀层经过弯曲试验、锉刀试验、划痕试验后，用8倍放大镜观察镀层与基体不分离，说明镀层与基体的结合力良好。
(2)耐热性 将被测样品置于马弗炉中，于金电 镀工艺的研究500℃下烘烤1 h,对镀层外观及结合力进行观察，镀层不变色、不起皮，说明镀层抗热性能良好。
(3)镀层显微硬度采用HX．500型显微硬度计测定镀层的硬度。本工艺锌镍合金镀层的文氏显微硬度为230～250 HVlN。[14]
2.3.2镀层耐蚀性试验
根据GB 6458—86《金属覆盖层中性盐雾试验(NSS试验)》考察了由本工艺得到的锌镍合金镀层在连续喷雾中性盐雾试验条件下的耐蚀性(见表1 )。
表1 锌一镍合金镀层与锌镀层的耐蚀性对比
由表1可以看出，含镍13％ 的锌镍合金镀层具有非常好的耐蚀性，本工艺可以进一步提高镀层的耐蚀性，与纯锌镀层以及与其他电镀工艺相比，进一步提高了其防护能力。
经过以上资料说明、含镍量小于30％ 的锌镍合金镀层仍为阳极性镀层，对钢铁基体仍起电化学保护作用9。它的电位正于纯锌，所以它的阳极腐蚀速率比纯锌镀层慢。含镍6％ -12％的锌镍合金镀层的耐蚀性约为纯锌层的7～l0倍。[15]
2.3.3锌镍合金的腐蚀模式
含镍量在2％一10％范围内的锌镍合金镀层有微裂纹产生，这是因为锌和镍在共沉积时镀层存在张力而产生的。微裂纹使镀层表面的腐蚀电流分散，防止了严重的局部腐蚀，减缓了腐蚀的过程。
2.4 镀层的含镍量与镀层耐腐蚀性的关系
镀层耐蚀性随镀层中含镍量增加而提高，当含镍量在13％左右时，其耐蚀性最高，含镍量继续增加时，耐蚀性反而下降(见图1 )。
图l 镀层中含镍量与耐蚀性的关系
锌镍合金镀层相对钢铁基体，作为阳极性镀层可以提供良好的电化学保护作用，而且随镍含量的增加，电极电位往正方向移动，与钢铁形成腐蚀电池的电动势也随之降低，可有效地降低腐蚀电流，提高其耐蚀性。随镀层中镍含量的增加，其脆性增大，性能下降，也给镀层的后处理带来极大的不利(尤其是镀层难以钝化)。
从镀层的组成结构上可以看出，含镍量在13％左右时，镀层大部分为^y相，由于13％镍含量的zn—Ni合金镀层是金属间化合物，具有很高的热力学稳定性，镀层表面不会形成多相的微电池腐蚀，故耐蚀性最高。[16]
2.5 镀层的组织物相分析
通过XPS对镀层表面元素含量进行分析以及用D／Max-2500X衍射仪对镀层进行测试，依据PCPDF卡片对比分析，可以确定谱图中物质的物相结构(见图2)。