相關(guān)低鎳泡沫鐵鎳合金鍍層的制備工藝

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1、，移，低鎳泡沫鐵鎳合金鍍層的制備工藝陳煥駿，王殿龍。王崇。溫娜(哈爾濱工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001)[摘要]用泡沫鐵鎳合金鍍層替代金屬鎳鍍層，可以節(jié)約鎳資源和生產(chǎn)成本。通過(guò)電沉積在導(dǎo)電化處理過(guò)的聚氨酯泡沫棉上制備了低鎳泡沫鐵鎳合金鍍層，并對(duì)電解液體系及制備工藝條件進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：升高鍍液溫度和增大電流密度可以細(xì)化晶粒；二元有機(jī)酸配位劑H．1使得赫爾槽試樣光亮區(qū)明顯增長(zhǎng)：H．1和MnC1，均能使陰極極化增強(qiáng)；鎳離子使陽(yáng)極峰顯著正移200mV，抗蝕性增強(qiáng)；制備的低鎳泡沫鐵鎳合金鍍層結(jié)晶致密，顯微硬度高達(dá)770HV。[關(guān)鍵詞]泡沫鐵鎳合金；電沉積；極化曲線；抗

2、蝕性[中圖分類號(hào)]TQ153．2[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1001—1560(2009)12—0038—03O前言電解液中引人鎳離子，形成低鎳Fe—Ni合金鍍液，在不改變?cè)须娊庖后w系的前提下，得到了低鎳泡沫Fe—Ni鎳氫、鎳鎘堿性二次電池的電極基板材料，正極普合金鍍層。遍使用泡沫鎳，負(fù)極使用泡沫鎳或穿孑L鍍鎳鋼帶。由于鎳資源有限，價(jià)格昂貴，使得泡沫鎳的價(jià)格居高不1試驗(yàn)下。為此，一直試圖以廉價(jià)多孔的金屬材料取代泡沫基體采用聚氨酯開(kāi)孔海綿體，厚度為1．6mm，孔鎳。泡沫鐵覆鎳材料價(jià)格便宜，資源豐富，具備部分或徑為2．3mm，通過(guò)物理氣相沉積在其表面覆蓋一層金完全替代泡沫鎳的

3、潛能，還可用作電磁屏蔽材料、吸音屬鎳，裁成50mm×100mm。電沉積制備低鎳泡沫鐵材料等。鎳合金鍍層的過(guò)程中，陽(yáng)極為低碳鋼板，并套以陽(yáng)極過(guò)去，國(guó)內(nèi)外對(duì)泡沫鐵的研究相對(duì)較少。日本采套，大小與海綿體相等。用硫酸鹽鍍鐵技術(shù)，在鍍液中加入酸性鋁或鈦的化合鍍液配方及參數(shù)：400．0g／LFeC12·4H2O，25．0物，在導(dǎo)電多孑L基體材料上成功制備了多孑L鐵金屬材g／LNiC12·6H2O，50．0g／LMnC12，3．0g／L二元有機(jī)料¨J。國(guó)內(nèi)采用硫酸亞鐵鹽體系，在鍍液中加入氯化酸配位添加劑H-I，0．3g／L抗氧化劑V2O5，pH值1．0，錳和氨磺酸抗氧化劑，制備了滿足汽車(chē)

4、尾氣凈化需要的泡沫鐵，能替代蜂窩陶瓷載體J。純泡沫鐵的鍍層溫度20～60qC，電流密度20～80A／dm。赫爾槽試驗(yàn)在250mL赫爾槽中進(jìn)行，鍍液pH值內(nèi)應(yīng)力大，柔韌性、拉伸性差，還不適合替代泡沫鎳，而1．0，溫度60℃，電流5A，時(shí)間3min。當(dāng)鐵與鎳形成合金鍍層時(shí)，鍍層性能得到了很大的改善。在含鎳2％～10％的鐵鎳合金鍍層中，由于鎳的固電化學(xué)性能測(cè)試在CHI630B電化學(xué)工作站上進(jìn)溶強(qiáng)化』，合金鍍層的力學(xué)性能得到了加強(qiáng)，微觀結(jié)構(gòu)行，研究電極為3．14cm的鐵片，輔助電極為1cm的鉑片，參比電極為飽和甘汞電極(SCE)。測(cè)試陰極極為鐵基Q．Fe，Ni固溶體和少量氫為間隙固

5、溶，鎳以置換固溶進(jìn)入晶格，析氫行為對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)影響顯著?；€時(shí)，掃描速度為1mV／s，溫度20qC；測(cè)試循環(huán)伏本工作在常規(guī)氯化物鍍鐵體系中加入配位劑和抗安曲線時(shí)，掃描范圍為一0．9～一0．2V，掃描速度5氧化劑，實(shí)現(xiàn)了低鎳Fe．Ni合金電鍍；在現(xiàn)有低溫鍍鐵mV／s。采用S．4700型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察鍍層形貌，用HVS．1000型顯微硬度計(jì)測(cè)定鍍層硬度。[收稿日期]2009—06—08[通信作者]王殿龍，教授，博導(dǎo)，主要從事金屬電沉積與化2結(jié)果與討論學(xué)沉積、化學(xué)電源材料、三維網(wǎng)狀金屬增韌陶瓷材料的研究，電話：0451—86413721，2．1鍍液溫度對(duì)鍍層鎳含量和

6、形貌的影響E—mail：dlwang@hit．edu．cn圖1為電流密度60A／dm時(shí)，鍍層中鎳含量隨鍍偶妒第辱謄2拳ll0薹第l2期ll液溫度的變化曲線。由圖1可知，當(dāng)溫度上升時(shí)，鍍層Ni濃度變化不大，鍍層中鎳含量升高。中鎳的含量上升。這是由于在較高的溫度下，表面吸附鐵的氫氧化物的能力下降，從而對(duì)鎳嵌入沉積的阻礙作用減弱。圖1鍍層中鎳含量隨鍍液溫度的變化曲線圖2為不同溫度下制備的泡沫鐵鎳合金鍍層的表面SEM形貌。由圖2可知，低溫制備的鍍層晶粒大，隨圖3不同電流密度制備的泡沫鐵鎳合金鍍層的表面SEM形貌著溫度的升高，鍍層結(jié)晶越細(xì)致均勻，60qC時(shí)有較好的2．3鍍液組成對(duì)鍍層

7、光亮區(qū)寬度的影響形貌。其原因?yàn)椋?1)溫度上升時(shí)Ni的遷移能力上赫爾槽試樣光亮區(qū)的寬度可以反映較寬的電流密升，濃差極化降低；(2)吸附氫原子形成氫氣泡，在較高度范圍下，鍍液組成對(duì)鍍層外觀形貌、結(jié)合力等性能的溫度下易從電極表面逸出，從而使成核面積大于低溫影響。表1為不同組成的鍍液得到的赫爾槽試樣的光時(shí)的成核面積，晶粒細(xì)化；(3)溫度升高，鎳原子嵌入鐵亮區(qū)寬度。從表1可以看出：MnC1,使光亮區(qū)增長(zhǎng)(由的晶格中使鍍層的外觀得到改善。在高溫下，F(xiàn)e¨的3．0crn增至5．0cm)，增大MnC1，的用量對(duì)光亮區(qū)寬度氧化速度