三价铬电镀装饰性铬新工艺研究

摘要

本文研究得到的三种三价铬电镀体系：氯化物-氨基乙酸体系、氯化物-U体系及硫酸盐-草酸体系。
　　氯化物-氨基乙酸体系和氯化物-U体系主要以氯化铬为主盐，甲酸、乙酸、氨基乙酸或U为主要的络合剂，溴化物为稳定剂；研究发现，该两种体系镀液赫尔槽电压小、光亮范围宽、工作性能稳定、寿命长、分散能力好、覆盖能力佳、镀速稳定；镀层光亮、表面结晶细致均匀、与光亮镍结合力好、耐冲击性能佳、耐蚀性与六价铬相当。
　　硫酸盐-草酸体系主要以硫酸铬为主盐，甲酸、草酸、U为主要的络合剂、A为稳定剂，该体系在电镀过程中不产生氯气，不污染环境；研究发现，该体系镀液光亮范围宽、工作性能稳定、寿命长、覆盖能力佳、镀速均匀；镀层光亮、表面结晶细致、与光亮镍层的结合力好、耐冲击性能佳、耐蚀的性较六价铬略差。
　　对不同体系的三价铬镀液进行阴极极化测试表明，乙酸等添加剂的加入会降低沉积过电势，有利于三价铬沉积反应的发生。
　　镀层形貌观察表明，氯化物-U体系得到的镀层为微裂纹结构，且随着沉积时间的增加，镀层微裂纹结构越明显，镀层表面晶粒尺寸增加；当沉积时间为20min时，镀层耐蚀性最佳，其原因可能是沉积20min时镀层表面单位面积微裂纹数最多的缘故。
　　首次采用淀粉碘化钾试纸法半定量地测定了U的加入可以抑制氯气析出；阳极极化测试表明，在氯化物体系中，氯气析出为阳极主反应；涂层阳极析氯的过电势小于石墨阳极，故涂层更容易析出氯气；使用石墨阳极时，U作为添加剂加入之后可以增加镀层的光亮性，增大析氯过电势，抑制氯气的析出。

目录

三价铬电镀装饰性铬新工艺研究

THE RESEARCH OF NEW TRIVALENTCHROMIUM PLATING FORDECORATION

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 三价铬电镀的国内外发展及现状

1.1.2 三价铬电镀的优点

1.1.3 三价铬电镀存在的主要问题

1.1.4 三价铬电镀工艺特性及现状

1.1.5 三价铬镀铬的特征

1.1.6 三价铬电镀的阴极过程

1.1.7 三价铬电镀铬的发展

1.2 三价铬电镀工艺存在的问题及解决途径

1.2.1 镀层的色泽及镀液的维护

1.2.2 提高耐蚀性、硬度、耐磨性

1.3 课题目的意义、来源及研究内容

第2章 试验药品、仪器及测试方法

2.1 试验药品及仪器

2.2 测试方法及测试标准

2.2.1 分散能力测试

2.2.2 镀液寿命测试

2.2.3 覆盖能力测试

2.2.4 镀层厚度分析

2.2.5 盐雾试验

2.2.6 结合力测试

2.2.7 耐冲击力测试

2.2.8 电化学测试

2.2.9 赫尔槽测试

第3章 三价铬镀铬工艺的初选与优化

3.1 氯化物体系镀铬工艺初选

3.2 氯化物-氨基乙酸体系镀铬工艺优化

3.3 氯化物-U 体系镀铬工艺优化

3.3.1 镀液组成正交试验

3.3.2 镀液组成的影响

3.3.3 工艺条件的影响

3.3.4 工艺总结

3.4 硫酸盐体系镀铬工艺初选

3.5 硫酸盐-草酸体系镀铬工艺优化

3.5.1 稳定性的改善

3.5.2 导电性的改善

3.5.3 镀液组成正交试验

3.5.4 甲酸铵浓度影响

3.5.5 镀液镀厚性的提高

3.5.6 工艺总结

3.6 本章小结

第4章 三价铬镀铬性能测试

4.1 三价铬镀液性能测试

4.1.1 赫尔槽试验及工作稳定性试验

4.1.2 分散能力测试

4.1.3 覆盖能力测试

4.1.4 镀液寿命测试

4.1.5 电镀时间与镀层厚度的影响

4.2 三价铬镀层性能测试

4.2.1 镀层外观色泽对比

4.2.2 镀层形貌

4.2.3 三价铬与光亮镍层结合力测试

4.2.4 耐冲击力试验

4.2.5 盐雾试验

4.2.6 Tafel 曲线

4.3 本章小结

第5章 三价铬沉积过程初探

5.1 阴极极化曲线分析

5.1.1 不同体系的阴极极化曲线

5.1.2 扫描速度对氯化物-U 体系阴极极化曲线的影响

5.1.3 甲酸铵含量对氯化物-U 体系阴极极化曲线的影响

5.2 沉积时间对氯化物-U 体系镀层性能的影响

5.2.1 沉积时间对镀层结构的影响

5.2.2 沉积时间对镀层成长过程的影响

5.2.3 沉积时间对镀层耐蚀性的影响

5.3 阳极极化测试

5.3.1 阳极主反应的确定

5.3.2 U 的作用

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

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致谢