第3期 史艳华：F浓度对20号钢表面电镀FeN哈金镀层的影响 317 耐蚀性.当F+浓度为0.01mo4L上'时，镀层耐蚀 200933(1281 性较好，具有明显的钝化特征，这取决于高含N的 (杜金强，于志明.缑百勇，等.不同铁含量镍铁合金镀层的 摩擦磨损性能.机械工程材料.200933(12)，81) Fe-N合金相的钝化特性：随着镀层中含Fe量的增 [4 XiangZN DaiPQ WangT et al Sudy of bush PltedNiFe 加，可钝化的高含N的FN哈金相的数量减少， alby coatng usig soluble anode Chna Surf Eng 2007 20(5):45 高含F的铁纹石相数量增加，耐蚀性降低.与此相 (项忠楠戴品强。王涛等.可溶性阳极电刷镀镍铁合金镀 反，镀层中F含量增加的同时大大细化了高含Ni 层的研究.中国表面工程.200720(5)：45) 的FeN合金相，晶粒尺寸由21mm细化为1l.5 I5]YmgYE GngZQ DengLY eta]Smusand deveprmentof FeNi alb electophting Ekctropht Fnish 2005 24(5):23 四而纳米化的高含N的FeN哈金相更易于钝 (杨余芳，龚竹青，邓丽元等.NFFe合金电镀的研究进展. 化，会提高耐蚀性.正是由于这样一对矛盾，镀层的 电镀与涂饰200524(5)：23) 耐蚀性与镀液中F浓度间没有明显的变化规律. [6 LiH Q Fereshteh E Synthesis and chamcterization of electrale 此外，镀层中含铁量增大的同时也增加了镀层中的 posited nanoc ystalline nickel ion alky's Mater Sci Erg 2003 孔隙率，这也是镀层耐蚀性下降的主要原因之一， 34793 3结论 coating Electxplt Pollut Control 1989 9(2)10 (王先友.不同镍铁合金镀层组合的防腐蚀性电镀与环保 (1)电镀FeN冾金可获得纳米结构，随镀液 19899(2)片10) 中F浓度增大，电镀FeN哈金的镀速降低，镀 [8 TomlinsnW J Campbell SA Pitting and corrosin of anodica l polarized FeNi alby's in 0.5 M HSO conm inng CF.J Ma ter 层中的含铁量增加 S9i198621(7):2590 (2)镀层显微硬度的变化与Fe原子在N晶格 I9 SomazR KardasG Ekctochem ical deposition and chamc teriza 中有序固溶程度有关.当N的晶格中固溶少量F tion ofN Fe coa tngs as electroca taly tic m ateria ls for alka lne water 原子时，可形成F-N键有序固溶，使镀层显微硬度 e lcto lysis Ekcuoc m Ac 2009 54(14):3726 显著提高：当固溶F源子量增多时，形成无序固溶 [10 Chen SS DaiPQ HangYZ et al Comoson behav profelec trodeposited nanoc tystall ine NiFe a lky ooa tings in alka line solu 或偏聚固溶，造成显微硬度降低， tion China Surf Eng 2008 21(5)54 (3)在普通20号钢基材上电镀FN哈金镀 (陈闪闪，戴品强，洪永志，等.电沉积纳米品NF下e合金在 层后，电荷传递电阻不同程度地提高，镀层的耐蚀性 碱性溶液中的腐蚀性能.中国表面工程。200821(5)：54) 提高：当镀液F浓度为001mo1匚时，获得的镀 I111 Xiang ZN DaiPQ Chen SS etal Corosion characteristic of 层具有较好的耐蚀性，比20号钢基材提高近6倍. narocrysta lline NiFe alby coatng synthesized by bush platng (4)随镀层中含铁量增大，可钝化的高含N的 RaeMetMater Eng 2009 38(1):153 (项忠楠，戴品强，陈闪闪，等.电刷镀纳米品镍铁合金镀层 FN合金相的数量减少，耐蚀性降低；而细化了的 腐蚀特性的研究.稀有金属材料与工程，200938(1，：153) 高含N的FN哈金相耐蚀性提高.这样一对矛 12]Zhang Y B Su CW Zhang CK et al Microstructure ofNiFe 盾使镀层的耐蚀性与镀液中F+浓度间没有明显 a lky and its corosion behav ior n3.NacI soution Electro 的变化规律.此外，镀层中含铁量增大的同时也增 patFnish200928(12:1 (张郁彬，苏长伟，张长科，等.镍铁合金的微观结构及其在 加了镀层中的孔隙率，这也是镀层耐蚀性下降的主 3.5%氯化钠溶液中的腐蚀行为.电镀与涂饰，200928 要原因之一. (12片1) [13 LL Li Y Wang F H Pitting mechanis on an austenite 参考文献 stain less steel nanoc yystalline coating investgated by electrochem I]Liu JG ShaoH L Sudy an NiFe allow e lecuopltng Nonfer calnoise and in siu AlM analysis Electochm Ac 2008 54 ous Met Process 2005 34(4):32 768 刘建国，邵惠良.NF合金电镀的研究.有色金属加工， [14 MengG Z ShaoYW Zhang T et al Sythesis and corsin 200534(4:32) Poperty of pure Niwith a hh density of nanoscale wins Elec I2 Chen B Y Yao S B Yang F Z et al Sudy on h kevelng trochm Act82008535923 Pover and brght plating fr NiFe alloy Electopat Polut Con o119899(6:3 behavor of nickel coa ting with high density nanoscale wins 陈秉集姚士冰杨方祖。等.高整平全光亮NF哈金电 (ND)in souutionwih CF.Elctochm Ac 2009 54 1578 镀的研究.电镀与环保19899(6)：3) 16]La AQ Zhang Y LiY etal Effect ofnanocrysn llne and win [3 Du JQ Yu ZM Gau BY et al Friction and wear propentiesof boundaries o corosicn behavor of 316L stanless steel using NiFe alby coatings with different Fe content Mater Mech Eng SMAT Act Metall Sn Engl Lett 2006 19 183第 3期 史艳华 :Fe2+浓度对 20号钢表面电镀 Fe--Ni合金镀层的影响 耐蚀性 .当 Fe 2 +浓度为 0.01 mol·L -1时, 镀层耐蚀 性较好 ,具有明显的钝化特征 ,这取决于高含 Ni的 Fe--Ni合金相的钝化特性 ;随着镀层中含 Fe量的增 加 ,可钝化的高含 Ni的 Fe--Ni合金相的数量减少 , 高含 Fe的铁纹石相数量增加, 耐蚀性降低.与此相 反 ,镀层中 Fe含量增加的同时大大细化了高含 Ni 的 Fe--Ni合金相 , 晶粒尺寸由 21 nm细化为 11.5 nm,而纳米化的高含 Ni的 Fe--Ni合金相更易于钝 化 ,会提高耐蚀性 .正是由于这样一对矛盾 ,镀层的 耐蚀性与镀液中 Fe 2 +浓度间没有明显的变化规律 . 此外, 镀层中含铁量增大的同时也增加了镀层中的 孔隙率 ,这也是镀层耐蚀性下降的主要原因之一. 3 结论 (1)电镀 Fe--Ni合金可获得纳米结构, 随镀液 中 Fe 2 +浓度增大 ,电镀 Fe--Ni合金的镀速降低 ,镀 层中的含铁量增加. (2)镀层显微硬度的变化与 Fe原子在 Ni晶格 中有序固溶程度有关 .当 Ni的晶格中固溶少量 Fe 原子时 ,可形成 Fe--Ni键有序固溶,使镀层显微硬度 显著提高;当固溶 Fe原子量增多时, 形成无序固溶 或偏聚固溶 ,造成显微硬度降低 . (3)在普通 20号钢基材上电镀 Fe--Ni合金镀 层后, 电荷传递电阻不同程度地提高 ,镀层的耐蚀性 提高;当镀液 Fe 2 +浓度为 0.01 mol·L -1时 ,获得的镀 层具有较好的耐蚀性 ,比 20号钢基材提高近 6倍. (4)随镀层中含铁量增大 ,可钝化的高含 Ni的 Fe--Ni合金相的数量减少 ,耐蚀性降低;而细化了的 高含 Ni的 Fe--Ni合金相耐蚀性提高.这样一对矛 盾使镀层的耐蚀性与镀液中 Fe 2 +浓度间没有明显 的变化规律 .此外, 镀层中含铁量增大的同时也增 加了镀层中的孔隙率, 这也是镀层耐蚀性下降的主 要原因之一 . 参 考 文 献 [ 1] LiuJG, ShaoHL.StudyonNi-Fealloyelectroplating.Nonfer￾rousMetProcess, 2005, 34(4):32 (刘建国, 邵惠良.Ni--Fe合金电镀的研究.有色金属加工, 2005, 34(4):32) [ 2] ChenBY, YaoSB, YangFZ, etal.Studyonhighleveling powerandbrightplatingforNi-Fealloy.ElectroplatPollutCon￾trol, 1989, 9(6):3 (陈秉彝, 姚士冰, 杨方祖, 等.高整平全光亮 Ni-Fe合金电 镀的研究.电镀与环保, 1989, 9(6):3) [ 3] DuJQ, YuZM, GouBY, etal.Frictionandwearpropertiesof Ni-FealloycoatingswithdifferentFecontent.MaterMechEng, 2009, 33(12):81 (杜金强, 于志明, 缑百勇, 等.不同铁含量镍--铁合金镀层的 摩擦磨损性能.机械工程材料, 2009, 33(12):81) [ 4] XiangZN, DaiPQ, WangT, etal.StudyofbrushplatedNi-Fe alloycoatingusingsolubleanode.ChinaSurfEng, 2007, 20(5):45 (项忠楠, 戴品强, 王涛, 等.可溶性阳极电刷镀镍铁合金镀 层的研究.中国表面工程, 2007, 20(5):45) [ 5] YangYF, GongZQ, DengLY, etal.Statusanddevelopmentof Fe-Nialloyelectroplating.ElectroplatFinish, 2005, 24(5):23 (杨余芳, 龚竹青, 邓丽元, 等.Ni-Fe合金电镀的研究进展. 电镀与涂饰, 2005, 24(5):23) [ 6] LiHQ, FereshtehE.Synthesisandcharacterizationofelectrode￾positednanocrystallinenickel-ironalloys.MaterSciEng, 2003, 347:93 [ 7] WangYX.Thecorrosionresistanceofdifferentnickel-ironalloy coating.ElectroplatPollutControl, 1989, 9(2):10 (王先友.不同镍铁合金镀层组合的防腐蚀性.电镀与环保, 1989, 9(2):10) [ 8] TomlinsonW J, CampbellSA.Pittingandcorrosionofanodically polarizedFe-Nialloysin0.5 M H2 SO4 containingCl-.JMater Sci, 1986, 21(7):2590 [ 9] SolmazR, KardasG.Electrochemicaldepositionandcharacteriza￾tionofNiFecoatingsaselectrocatalyticmaterialsforalkalinewater electrolysis.ElectrochimActa, 2009, 54(14):3726 [ 10] ChenSS, DaiPQ, HongYZ, etal.Corrosionbehaviorofelec￾trodepositednanocrystallineNi-Fealloycoatingsinalkalinesolu￾tion.ChinaSurfEng, 2008, 21(5):54 (陈闪闪, 戴品强, 洪永志, 等.电沉积纳米晶 Ni-Fe合金在 碱性溶液中的腐蚀性能.中国表面工程, 2008, 21(5):54) [ 11] XiangZN, DaiPQ, ChenSS, etal.Corrosioncharacteristicof nanocrystallineNi-Fealloycoatingsynthesizedbybrushplating. 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