锡镍合金镀层薄膜的制备及其耐腐蚀性能研究

摘要

锡镍合金镀层不仅具有优良的可焊性、耐腐蚀性和电化学性能等特性，而且具有庄重高雅的外观，因此该材料不仅作为功能性镀层应用于锂离子电池负极材料，还可以作为结构镀层广泛应用于材料保护和装饰，是一种极具发展前景的合金薄膜材料。更重要的，锡的价格比镍要低，而镍镀层作为一种传统的防护装饰性镀层，由于长期的广泛应用，已经造成了镍资源的匮乏，从而使镍的价格不断上涨。因而，将锡镍合金镀层作为代镍镀层应用于材料保护，一方面可以降低成本，另一方面更可以提高其性能，特别是耐腐蚀性能。特别是把锡镍合金镀层应用于本课题组研发出的并已产业化的覆镍深冲钢带，具有重要的实际意义。论文主要内容包括以下几个方面：
　　 第一，论文参考传统的锡镍合金电沉积工艺，通过选用合适的络合剂和有机酸类添加剂，调整锡镍沉积电位，实现了锡镍合金共沉积，制备出银白色外观、镀层锡含量65％的锡镍合金镀层薄膜；同时运用测量极化曲线的方法研究了所选用的添加剂对锡镍合金共沉积的影响规律。结果表明：添加剂的加入有效的改变了锡镍合金共沉积的极化行为，促进了锡镍合金共沉积。
　　 第二，论文按照研发出的锡镍合金电沉积工艺制备出锡镍合金镀层，并且通过改变镀液中添加剂的含量，制备出不同外观、不同镀层锡镍比的锡镍合金镀层薄膜；利用XRD、SEM等测试方法表征了锡镍合金镀层薄膜的形貌和微观结构，重点研究了添加剂对锡镍合金镀层薄膜微观结构的影响规律。
　　 第三，论文分别采用盐雾试验方法和电化学方法测试了锡镍合金镀层耐腐蚀性能，对镍镀层、覆镍深冲钢带和锡镍合金镀层进行了对比测试，并分析讨论了添加剂对锡镍合金镀层耐腐蚀性能的影响，对锡镍合金镀层的耐腐蚀机理进行了分析研究。最后从耐腐蚀性能角度探讨了锡镍合金镀层应用于覆镍深冲钢带的可行性。结果表明：其他条件相同情况下，镀液添加剂含量为2g/L时制备的锡镍合金镀层薄膜的耐腐蚀性能最优，此时比传统的镍镀层耐腐蚀性能更优，但比覆镍深冲钢带的耐腐蚀性能较差；锡镍合金镀层可以作为中间镀层应用于覆镍深冲钢带，以降低成本和提高其耐腐蚀性能。
　　 总之，论文制备出的银白色外观、耐腐蚀性能优异、成本低廉的锡镍合金镀层薄膜，是一种理想的代镍镀层，特别是为覆镍深冲钢带产品的优化提供了一种新的思路。