由于該體系使用(yong)(yong)了緩沖能力強的(de)DMF,可使鍍液(ye)的(de)pH穩定(ding),從而使鍍層厚(hou)度的(de)增加(jia)成為可能。沉積速(su)率(lv)快,鍍層光亮,耐蝕性(xing)好,使用(yong)(yong)DMF溶液(ye)體系時溶液(ye)的(de)導電性(xing)差(cha),需要較高的(de)槽(cao)電壓(ya),電耗較高,但鄭姝皓、龔(gong)竹青等人使用(yong)(yong)DMF溶液(ye)沉積得到(dao)了納米(mi)晶(jing)Ni-Fe-Cr合金,并成功(gong)用(yong)(yong)于核電站冷(leng)凝管上(shang)。


1. DMF-H2O體系鍍液組成和操作條件


 鍍液組成和操作條件如下:


 氯化鉻(CrCl3·6H2O)   0.8mol/L(213g/L)  、DMF(二甲基甲酰胺)  500mol/L  、水(H2O)   500mol/L


 氯化鎳(NiCl2·6H2O)   0.2mol/L(48g/L)   、  穩定劑  0.05mol/L  、 光亮劑  1~2g/L


 氯化亞鐵(FeCl2·7H2O)  0.03mol/L(7.6g/L)  、硼酸(H3BO3)0.15mol/L   (10g/L)  


 氯化銨(NH4CI)  0.5mol/L(27g/L)  、電流密度   5~30A/d㎡  、溫度  20~30℃  、pH  小于2


 采用的脈(mo)沖參數(shu):周期為(wei)300ms、75ms、50ms、25ms、10ms、5ms、2ms、1ms;


 占空(kong)比tot/tom=0(直流)、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8。



2. 鍍(du)液(ye)及(ji)鍍(du)層特性


 a. Ni-Fe-Cr合金層表面的SEM圖像


圖 13.jpg


由圖11-13可(ke)見(jian),脈沖和直流(liu)電(dian)(dian)沉(chen)積所獲得(de)的(de)合金鍍層的(de)晶(jing)(jing)粒都在納米范圍(wei)內,但脈沖電(dian)(dian)沉(chen)積的(de)晶(jing)(jing)粒(b)小于直流(liu)電(dian)(dian)沉(chen)積的(de)晶(jing)(jing)粒(a)。


 b. 合金晶粒(li)尺寸與外(wai)觀


 直流和脈沖條件下合(he)金層(ceng)晶粒尺(chi)寸與外觀的比較(SEM)見表11-6.


表 16.jpg


由表11-6可見,脈(mo)沖(chong)電(dian)沉積(ji)條件(jian)下得到的(de)(de)合金(jin)晶粒尺寸(cun)和鍍(du)層(ceng)外觀均優于直流電(dian)沉積(ji),直流電(dian)沉積(ji)鍍(du)層(ceng)的(de)(de)晶粒隨電(dian)鍍(du)時間的(de)(de)延(yan)長而(er)明顯增大,而(er)脈(mo)沖(chong)電(dian)沉積(ji)晶粒長大的(de)(de)速率則不(bu)明顯。


c. 直流和脈沖電(dian)沉積Ni-Fe-Cr合金極化曲線(xian)


 直流和(he)脈沖電(dian)沉積Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)極(ji)化曲線見圖11-14。


圖 14.jpg


 由圖11-14可見,脈沖(chong)電(dian)(dian)沉(chen)積(ji)(ji)曲線的(de)斜率高于電(dian)(dian)流(liu)電(dian)(dian)沉(chen)積(ji)(ji)曲線的(de)斜率,故脈沖(chong)電(dian)(dian)沉(chen)積(ji)(ji)可獲(huo)得比直流(liu)電(dian)(dian)沉(chen)積(ji)(ji)更(geng)為細(xi)致的(de)結晶。


4. 直流和脈沖電沉(chen)積Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)的(de)時間和沉(chen)積速率(lv)的(de)關系


  直流(liu)和(he)脈(mo)沖電沉(chen)積(ji)Ni-Fe-Cr合金的時(shi)間和(he)沉(chen)積(ji)速(su)率的關系見圖(tu)11-15。由圖(tu)11-15可見,脈(mo)沖電沉(chen)積(ji)的沉(chen)積(ji)速(su)率高于直流(liu)電沉(chen)積(ji)。


圖 15.jpg


6. 直流和脈沖電沉積Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)的時(shi)間和陰(yin)極(ji)電流效(xiao)率的關系。


直流和脈沖電(dian)沉(chen)(chen)積(ji)(ji) Ni-Fe-Cr合(he)金(jin)的時間和陰(yin)極電(dian)流效率的關(guan)系見11-16。由圖11-16可見,脈沖電(dian)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)的陰(yin)極電(dian)流效率高于直流電(dian)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)。在采用脈沖電(dian)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)時,選(xuan)擇適宜的脈沖參數是非常重要的。