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金属腐蚀给人们带来巨大的经济损失和社会危害。传统的锌镀层是防止钢铁腐蚀的应用广泛和经济的手段。为此,科技工作者采取了一系列措施,其较为有效的方法之一就是电镀锌基合金,但需要钝化处理后,才能得到较优良的耐蚀性镀层。在该背景下,本课题自主开发了Zn-Ni/纳米Al2O3复合镀层制备工艺,无需钝化处理,就能得到更为优异的耐蚀性镀层。不仅简化了工序,降低了成本,而且减少对环境的污染。本试验采用单因素试验,考察了各因素对复合镀层中其成分含量的影响。在此基础上,采用上海辰华CHI832电化学分析仪、日本理学公司的D/max-2400型X射线衍射仪和荷兰FEI公司QUANTA200扫描式电子显微镜等分析手段,对Zn-Ni/纳米Al2O3复合镀层的阴极极化、成分、结构和微观形貌、腐蚀产物进行了分析和研究。采用稀酸腐蚀法和中性盐雾试验法对Zn-Ni/纳米Al2O3复合镀层的耐蚀性进行了分析。结果表明:(1)镀液最佳配方和工艺为:氧化锌(ZnO)20g·L-1;氯化铵(NH4Cl)200 g·L-1;氯化镍(NiCl2·6H2O) 40 g·L-1;硼酸(H3BO3) 20 g·L-1;纳米Al2O325g·L-1;糖精1.5 g·L-1;十二烷基硫酸钠1.5 g·L-1;添加剂适量;pH 6.0;施镀时间120min;电流密度Dk 4A·dm-2;温度50℃;搅拌速度200rpm。(2)使用该镀液配方和工艺条件,可得到Ni和Al2O3含量分别在13%左右和0.40%0.60%,具有良好耐蚀性和外观的Zn-Ni/纳米Al2O3复合镀层。(3)在越强的介质腐蚀中,镀层中金属成分对腐蚀速率的影响越明显;在越弱的介质腐蚀性中,镀层中Al2O3微粒降低腐蚀速率的作用越明显。(4)电镀将Al2O3微粒机械嵌入镀层,由于Al2O3微粒本身的化学性质不活泼,微粒的机械屏蔽作用使镀层与介质接触的金属表面积减少,从而使镀层的抗氧化性提高,而当复合镀层中含Ni 13%左右的Zn-Ni/纳米Al2O3复合镀层的相构成较单一,很少会出现腐蚀微电池产生。(4)在镀层遭到盐水腐蚀时,Al2O3微粒分别与镀层中Zn和Ni形成复式盐的腐蚀产物并覆盖在镀层表面,起到减缓腐蚀的作用。(5) Al2O3颗粒掺入镀层后,使得镀层结晶更细致,晶粒排布更均匀、整齐,降低镀层的孔隙率,从而大大减少了基体直接发生化学腐蚀与电化学腐蚀的可能性。