1.4.4 化学镀液 5

1.5 研究内容 6

2 实验部分 7

2.1 实验原料、试剂及仪器 7

2.2 工艺流程及步骤 8

2.2.1 工艺流程 8

2.2.2 溶液配置 8

2.2.3 化学镀前处理的工艺 9

2.2.4 化学镀的工艺 10

2.3 酸洗活化工艺条件的选择 10

2.3.1 酸洗活化溶液助剂种类的选择 10

2.3.2 酸洗活化溶液Gd离子浓度的选择 10

2.3.3 酸洗活化时间的选择 10

2.4 化学镀工艺条件的选择 10

2.4.1 镀液温度对化学镀镍层的影响 10

2.4.2 镀液pH对化学镀镍层的影响 11

2.4.3 施镀时间对化学镀镍层的影响 11

2.5 性能测试及表征 11

2.5.1 酸洗活化层耐腐蚀性能的测试 11

2.5.2 产物塔菲尔曲线的分析 11

2.5.3 产物成分的分析 11

2.5.4 产物晶型结构的分析 11

2.5.5 产物微观形貌的观察 11

3 结果与讨论 12

3.1 酸洗活化工艺条件的研究 12

3.1.1 不同助剂对酸洗活化层耐腐蚀性能的影响 12

3.1.2 Gd离子浓度对酸洗活化层耐腐蚀性能的影响 12

3.1.3 酸洗时间对酸洗活化层耐腐蚀性能的影响 13

3.2 化学镀工艺条件的研究 14

3.2.1 化学镀液温度对镀层质量与厚度的影响 14

3.2.2 化学镀液pH值对镀层质量与厚度的影响 15

3.2.3 化学镀时间对镀层质量与厚度的影响 16

3.3 产物成分的分析 18

3.3.1 酸洗活化层能谱的分析 18

3.3.2 化学镀层能谱的分析 19

3.4 产物晶型结构的分析 20

3.4.1 酸洗活化层XRD的分析 20

3.4.2 Ni-P镀层XRD的分析 21

3.5 产物塔菲尔曲线的分析 21

3.6 产物表观形貌的分析 23

3.6.1 镁合金的表面形貌 23

3.6.2 酸洗活化层的表面形貌 23

3.6.3 Ni-P镀层的表面形貌 24

4 结论 25

致谢 26

参考文献 27

1 前言

1.1 引言

化学镀镍工艺是目前极具前景的一种镁合金表面防护工艺，可以有效的提高镁合金基体的耐腐蚀性。然而，因镁合金具有腐蚀电位低、活泼性强、表面氧化层疏松等特性，所以在进行直接化学镀的时候，基体极易在镀液中发生置换反应而遭到严重腐蚀，无法实现防腐的目标。

镁合金化学镀镍技术中，都是在基体表面预先进行酸洗活化，形成以氟化镁、磷酸镁、氢氧化镁等为主要组成成分的转化层。在铬酸酸洗后，能有效地阻碍阴极上发生的电极反应，是由于镁合金表面生成的一种膜[1]。生成的MgF2和MgO复合型的转化层是在氢氟酸活化后形成的，它可有效地防止镀液对镁合金基体产生腐蚀作用。然而，这类对镁合金前处理方法中所用到的酸洗和活化液，其中很多带有的氟和铬元素，是对自然环境有害的。据报道如果人体内的铬因吸入过量，将会导致血液、内脏器官、神经系统的病变。同样若误吸入氢氟酸或者氟化氢铵，也将会造成皮肤灼伤，对呼吸道黏膜产生刺激等危害健康的症状。此外，一般方法中，酸洗和活化分开进行，无疑提高了工业生产成本。李国华[2]提出的磷酸、硼酸和氟化氢铵的混合酸洗液，很好地实现了一步酸洗活化，并以此为基础制备了化学镀镍层。环保无毒、操作简单一直是镁合金前处理的研究目标。

本文研究采用了磷酸、硼酸和硝酸钆的混合酸，将酸洗过程和活化过程，这两步前处理工艺合并为一起进行：砂纸磨→碱液洗→酸洗并活化。镁合金基体表面由此形成了一层，经过酸洗活化之后形成的均匀的转化层。然后通过较佳的化学镀镍方法，可获得抗蚀性能较好的Ni-P镀层。

1.2 镁合金及稀土镁合金

目前，镁合金由于在实现轻量化、减少能源消耗、降低污染环境等方面有着显著作用，在航空航天、机械制造等各个领域[3]，正得到更广泛以及更加深入的运用，所以对镁合金的物理和化学性质也提出了更高更严的要求。