酸性电解液中锌镍合金电沉积研究(3)
现代工业和科学技术的发展对材料表面的性能提出了越来越高的质量要求。近年来，为了改善镀锌钢铁制品的耐蚀性，由电镀纯锌向电镀锌基合金方向发展[4-6]。锌基合金镀层主要是Zn—Ni、Zn—Co和Zn—Fe，其中以Zn—Ni合金镀层的耐蚀性为最好。在Zn—Ni合金镀层中，镍含量对镀层耐蚀性的影响很大。有研究表明[7-8]，含镍量在10％～15％(质量分数)的Zn—Ni合金镀层其耐蚀性最佳，为纯锌镀层的5～7倍；含镍量为5％～10％的次之，为纯锌镀层的2～3倍。
在国外，以Zn—Ni合金代替传统的镀锌和镀锡钢板已实际应用，并获得了很好的防腐蚀效果[9]，受到普遍的重视。20世纪70年代开始，日本和其他一些国家大量研究了钢基体上电镀Zn—Ni合金的工艺，其电镀溶液多采用简单盐溶液，如硫酸盐或氯化物。由于可以使用较高的电流密度，使生产效率大大提高。90年代后，我国的研究者也展开了大量的Zn—Ni合金电镀的研究工作[10-11]，目前已在汽车工业上得到应用，但总体应用规模还很小。因此，Zn—Ni合金电镀工艺条件的深入研究，对其在工业生产上的应用有重要的现实意义。本文主要考察酸性溶液中电镀Zn—Ni合金各工艺参数对镀层中镍含量以及外观的影响，并采用扫描电子显微镜(SEM)技术观察了镀层的微观形貌。
1.2 Zn-Ni合金电镀的研究进展
1.2.1 Zn-Ni合金国外研究情况
1.3合金电镀的应用及分类
电镀合金镀层具有许多单金属镀层所不具备的优良性能。合金镀层与单金属镀层相比常具有较高的硬度、致密性，较高的耐蚀性、耐磨性、耐高温性，良好的磁性、易焊性以及美丽的外观。因此已被广泛应用在国民经济的各个领域中。如果根据电镀合金的特性和应用来分类，电镀合金大致可以分为以下四种：
（一）电镀防护性合金
目前己在生产上应用的有锌镍、锌铁、锌钴、锡锌和镉钛等。它们对钢铁基体来说属于阳极性镀层，具有电比学保护怍用，所以是良好的防护性镀层。另外，这类合金镀层多具有低氢脆的特点，因此特别适用于要求高耐蚀和低氢脆的产品，如汽车、船舶以及航空和航天工业产品。
（二）电镀装饰性合金
由于镍资源短缺等原因，镍价格持续较高，代镍镀层的发展引起人们的重视。用铜锡合金和镍铁合金作为镀铬层的底层，可以减少镍的消耗。以锡为基的某些三元合金镀层外观似铬，可以代替装饰性铬。近几年，用于装饰目的的仿金电镀也引起了人们的兴趣，如铜锌、铜锡、铜锡锌等合金，己用来作为仿金镀层。
（三）电镀功能性合金
由于合金镀层具有的特殊性能和使用上的特殊要求，可分为可焊性、耐磨性、磁性和轴承合金等。
A．可焊性合金 最常用的可焊性合金即使含锡60％锡铅合金，它在印刷电路板上得到了广泛的应用，近年来，我国发展的锡铈合金也具有很多的优点。
B．耐磨性合金 铬基合金和镍基合金常具有很高的硬度和良好的耐磨性能，如铬镍、铬钼、铬钨及镍磷、镍硼合金等。
C．磁性合金 钴镍和镍铁等磁性台金已在计算机和记录装置上作为记忆元件使用。其它的如钴铁、钴铬、钴钼、镍铁钴和镍钴磷等也具有良好的磁性能。
D．轴承合金 铅锡、铅银、铜锡、铅锡铜和铅锑锡等合金镀层，具有良好的润滑减摩性能，因此可用于各种轴承的制造。
E．不锈钢合金 从硬度，防色变和耐蚀性来考虑，铁铬镍三元合金使用价值较大。尤其是18Cr—8Ni不锈钢成分的合金，经过大量的研究试验，己能从不同类型的电镀液中得到。用电沉积的方法得到不锈钢型合金，由于能在便宜的基体上电镀上一层不锈钢合金，将能取得良好的经济效益。