论文部分内容阅读
酸性高磷化学镀Ni-P具有非晶态结构，镀层细致，孔隙率低，晶间腐蚀倾向小，具有优异的耐腐蚀性，广泛应用于石油、化工及航空航天领域。研究表明双络合体系高磷Ni-P合金具有更优综合性能，但目前仍缺乏系统的研究和优化；双层Ni-P合金能凭借单层电势差异强化镀层耐蚀性，而针对高/低磷双层Ni-P合金化学镀制备方法研究极少；化学镀Ni-P合金含磷量是各工艺参数协同作用结果，磷含量的准确预测有助于Ni-P合金工业化应用。本课题先通过单因素实验，分别研究主络合剂柠檬酸钠浓度、辅助络合剂种类、辅助络合剂浓度对化学镀Ni-P合金的影响。采用氯化钯加速法表征镀液稳定性，采用贴纸法和称重法测量Ni-P合金孔隙率及镀速，采用扫描电镜（SEM）和金相显微镜观察Ni-P合金微观形貌，能谱分析（EDS）测量Ni-P合金含磷量，并用电化学分析和浸泡实验分析镀层耐蚀性。通过系统研究，获得最佳单层高磷Ni-P合金工艺参数，并为进一步提高Ni-P合金性能，进行高/低磷双层Ni-P合金工艺研究，研究了低磷层含磷量及高低磷层厚度比H/L对双层Ni-P合金性能影响。化学镀Ni-P涉及工艺参数多，镀层含磷量是多因素协同作用结果，为有效预测不同工艺条件下Ni-P合金含磷量，尝试建立三层BP人工神经网络模型，以期能对Ni-P合金镀层含磷量进行预测。研究结果表明：（1）最佳单层高磷配方工艺为：pH约5，T=85℃，0.10mol/L硫酸镍浓度，0.30mol/L次亚磷酸钠，0.10mol/L柠檬酸钠，0.025mol/L苹果酸，0.12mol/L醋酸钠，0.02g/L碘酸钾。该工艺镀速为7.94μm/h，含磷量为12.65wt%，孔隙率为0.125个/cm~2，3.5wt%NaCl溶液自腐蚀电位为-0.318V，浸泡15天损失量仅为4.4mg。（2）含磷量为3.5wt%低磷镀层与高磷Ni-P合金配合，制备高/低磷双层Ni-P合金，有效降低镀层孔隙率；此外，由于高低磷层具有足够电势差，能够起进一步增强高磷Ni-P合金的耐蚀性。高低磷厚度比H/L=0.88，镀层耐腐蚀性能最佳，此时3.5wt%NaCl自腐蚀电位为-0.233V，浸泡15天损失量为2.4mg。（3）采用人工神经BP网络对酸性高磷Ni-P合金含磷量进行预测可行，化学镀各工艺参数收敛性高，满足预测精度要求。