鎳封液中微粒種類對鉻鍍層微孔分布和耐蝕性的影響

何湘柱*，秦華謝金平，范小玲

（1.廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.廣東致卓精密金屬科技有限公司，廣東 佛山 528247）

【研究報(bào)告】

鎳封液中微粒種類對鉻鍍層微孔分布和耐蝕性的影響

何湘柱1，*，秦華1，謝金平2，范小玲2

（1.廣東工業(yè)大學(xué)輕工化工學(xué)院，廣東 廣州 510006；2.廣東致卓精密金屬科技有限公司，廣東 佛山 528247）

對黃銅片進(jìn)行電鍍半光亮鎳、電鍍光亮鎳、復(fù)合電鍍鎳（鎳封），再電鍍鉻，得到多層鎳/鉻組合鍍層。其中鎳封液為由光亮鎳鍍液（含NiSO4·6H2O 250 g/L、NiCl2·6H2O 50 g/L、H3BO343 g/L、主光劑HN-TP1 0.4 mL/L、柔軟劑HN-TP2 10 mL/L和潤濕劑HN-19 1.5 mL/L）中分別添加納米Al2O3粉末、納米Al2O3乳液、納米Al2O3透明液、納米TiO2粉末、納米SiO2粉末等用作鎳封的納米微粒所得。研究了不同微粒對鎳封液穩(wěn)定性以及所得多層Ni/Cr組合鍍層的微孔密度、均勻性和耐蝕性的影響。采用納米Al2O3粉末、納米Al2O3乳液、納米TiO2粉末作為鎳封微粒時(shí)，均能制備出光亮、致密的鎳封層，最終得到微孔密度高于1 × 104個/cm2的多層Ni/Cr組合鍍層。微粒的添加量（1 g/L）相同時(shí)，添加納米Al2O3粉末的鍍液穩(wěn)定性最好，所得Ni/Cr組合鍍層的微孔密度最大，平面微孔分布最均勻，耐蝕性最好，但復(fù)雜工件各面上的微孔分布均勻性稍差。鉻鍍層的微孔密度（2 × 104個/cm2）相近時(shí)，納米Al2O3粉末所得Ni/Cr組合鍍層的平均微孔面積最大，耐蝕性最好。

鎳封；復(fù)合鍍；氧化鋁；二氧化鈦；二氧化硅；納米顆粒；微孔鉻；耐蝕性

First-author’s address: School of Chemical Engineering and Light Industry， Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006， China

在光亮鍍鎳液中加入不導(dǎo)電固體微粒進(jìn)行復(fù)合鍍鎳時(shí)，不導(dǎo)電固體微粒與鎳共沉積形成鎳復(fù)合鍍層，此工藝俗稱鎳封。在這種鎳復(fù)合鍍層上再鍍鉻時(shí)，因不導(dǎo)電的固體微粒處不沉積鉻而形成微孔鉻層，有利于提高Ni/Cr組合鍍層的耐蝕性。對于這種鎳復(fù)合鍍層，鉻鍍層的微孔數(shù)、微孔大?。ㄍㄟ^鍍液中微粒的粒徑判斷）和微孔分布均勻性是其重要指標(biāo)。在腐蝕介質(zhì)作用下，鉻與暴露的鎳形成腐蝕電池，腐蝕電流密度jcorr= I/（n·A）（式中I為腐蝕電流，A為微孔面積，n為微孔數(shù)）?？梢?，當(dāng)腐蝕電流不變時(shí)，微孔越多，面積越大，分布越均勻，則腐蝕電流密度越小，腐蝕越均勻，腐蝕穿透速率越慢［1］，但微孔過多和面積過大會影響鍍層的光亮性，達(dá)不到裝飾性要求。一般要求微孔鉻的微孔密度不少于1萬個/cm2［2］，微粒的直徑為0.01 ～ 0.50 μm［3］。

納米微粒因具有量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)而表現(xiàn)出獨(dú)特的物理化學(xué)性能，特別是近年來納米材料分散技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以粉末、乳液、透明液等狀態(tài)存在的高分散性納米微粒，使納米材料的性能得到充分顯現(xiàn)。納米微粒用于鎳封應(yīng)具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：（1）加入量少，鍍液透明性好，維護(hù)簡單；（2）粒徑較小，不易被過濾掉，損失少；（3）鉻鍍層的微孔數(shù)高，分布均勻，耐蝕性好。本文從鉻鍍層的微孔密度、分布均勻性，鎳封液的穩(wěn)定性，Ni/Cr組合鍍層的耐蝕性等方面探討了市售不同納米微粒用于鎳封的可行性。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 納米微粒

所用納米微粒的參數(shù)如表1所示。

表1 所用納米微粒的參數(shù)Table 1 Properties of the nanoparticles employed

1.2 工藝流程

除進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)的試片采用鐵片作基體外，其余試驗(yàn)都以黃銅片為基體。在自制鍍槽中加入250 mL鍍液（采用工業(yè)級試劑配制）進(jìn)行電鍍，陰極受鍍面積為 65 mm × 45 mm。主要流程如下：打磨→清洗→除油（40 g/L HN-132，由廣東高力集團(tuán)提供）→清洗→稀酸活化（HCl體積分?jǐn)?shù)10%）→清洗→鍍半光亮鎳（16 μm）→清洗→鍍光亮鎳（8 μm）→鎳封（復(fù)合鍍鎳）→清洗→鍍鉻→清洗→烘干。

1.2.1 電鍍半光亮鎳

NiSO4·6H2O 250 g/L，NiCl2·6H2O 50 g/L，H3BO343 g/L，柔軟劑HN-M101 5 mL/L，光亮劑HN-M102 0.3 mL/L，穩(wěn)定劑HN-M103 0.5 mL/L，潤濕劑HN-17 1.5 mL/L，溫度55°C，陰極電流密度4 A/dm2，pH 4.0，空氣攪拌，時(shí)間20 min。所用添加劑均由廣東高力集團(tuán)提供。

1.2.2 電鍍光亮鎳

NiSO4·6H2O 250 g/L，NiCl2·6H2O 50 g/L，H3BO343 g/L，主光劑HN-TP1 0.4 mL/L，柔軟劑HN-TP2 10 mL/L，潤濕劑HN-19 1.5 mL/L，溫度50 °C，陰極電流密度4 A/dm2，pH 4.0，空氣攪拌，時(shí)間10 min。

1.2.3 鎳封

光亮鎳鍍液（同1.2.2）中加入一定量（未說明之處為1 g/L）的微粒制得的鍍液，在4 A/dm2下電鍍2 min，其余施鍍參數(shù)同1.2.2。

1.2.4 電鍍鉻

CrO3240 g/L，H2SO41.2 g/L，開缸劑HN-82 8 mL/L，溫度35 °C，陰極電流密度8 A/dm2，時(shí)間依鍍層厚度而定，未說明之處鉻鍍層厚度為0.28 μm，耗時(shí)約3 min。

1.3 性能表征

1.3.1 粒度分析

采用美國Brookhaven公司的ZetaPALS型Zeta電位及粒度分析儀測定微粒的粒徑。稱取一定量的微粒，加入去離子水中，配制微粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25‰的懸浮液，超聲波分散20 min，測定溶液中微粒的粒度分布。

1.3.2 微孔密度

采用酸性鍍銅法測定微孔密度［4］。對鍍層除油、活化后鍍酸銅（工藝條件：CuSO4·5H2O 250 g/L，H2SO426 mL/L，室溫，陰極電流密度0.3 A/dm2，時(shí)間2 min），然后用金相顯微鏡放大200倍觀察、拍照并計(jì)算出單位面積的銅點(diǎn)數(shù)，即得鉻鍍層的微孔數(shù)。

1.3.3 厚度

采用英國Oxford公司的CMI900型X射線熒光測厚儀測定鍍層的總厚度。

1.3.4 耐蝕性

（1） 電位差法：各鍍層之間的電位差是鎳封工藝耐蝕性的主要指標(biāo)之一，一般要求半亮鎳與亮鎳層間的電位差應(yīng)為120 ～ 160 mV，鎳復(fù)合層與亮鎳之間的電位差則需在10 ～ 20 mV范圍內(nèi)［5］。因此采用武漢材料保護(hù)研究所的ZD-B智能電解測厚儀測定各鍍層的厚度及其之間的電位差。

（2） 銅加速乙酸鹽霧（CASS）試驗(yàn)法：采用弘達(dá)儀器公司的HF-JS8052B鹽霧試驗(yàn)箱，根據(jù)GB/T 10125-1997《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)參數(shù)為：NaCl 50 g/L，CuCl2·2H2O 0.26 g/L，pH = 3.0（用醋酸調(diào)節(jié)）。按GB/T 6461-2002《金屬基體上金屬和其他無機(jī)覆蓋層 經(jīng)腐蝕試驗(yàn)后的試樣和試件的評級》評定保護(hù)等級。

1.3.5 表面形貌

采用日本日立公司的S-3700N掃描電子顯微鏡（SEM）及其附帶的能譜儀（EDS）分析鍍層形貌和成分。

2 結(jié)果與討論

2.1 納米微粒的粒徑分布

圖1為不同粒徑的納米微粒在純水中的粒徑分布圖。從圖1可知，納米Al2O3粉末、納米Al2O3乳液、納米Al2O3透明液、納米TiO2粉末和納米SiO2粉末的粒徑分別為871.7、543.4、25.0、402.8和576.0 nm，除納米Al2O3透明液外，其余微粒的粒徑都與產(chǎn)家標(biāo)明的相差很多。這說明除納米Al2O3透明液外，其余納米微粒在后續(xù)的親水性處理、過濾、干燥和儲存過程中都發(fā)生了團(tuán)聚，實(shí)際應(yīng)用時(shí)已不再是納米級的微粒了。其中，納米 Al2O3粉末的平均粒徑最大，作為鎳封微粒時(shí)，后續(xù)鉻鍍層微孔的平均面積可能會最大。

圖1 不同納米微粒的粒徑分布Figure 1 Size distribution of different particles

2.2 鎳封液中微粒的含量對鉻鍍層微孔密度的影響

圖2為鎳封液中微粒的含量對鉻鍍層微孔密度的影響。從圖2可知，納米Al2O3粉末、納米Al2O3乳液和納米TiO2粉末作鎳封微粒時(shí)，可獲得微孔密度符合要求的微孔鉻鍍層，微孔密度隨鎳封液中微粒含量的增大而增大；相同質(zhì)量濃度下，納米Al2O3粉末為鎳封微粒時(shí)，所得鉻鍍層的微孔密度最高。微粒在鎳封液中的分散量越大，單位時(shí)間內(nèi)通過攪拌、電場力等作用被輸送到陰極表面的微粒就越多，微粒被嵌入基質(zhì)鍍層的機(jī)率越大，復(fù)合量越高，故鉻鍍層的微孔密度越高［6］。

納米SiO2粉末作鎳封微粒時(shí)，鉻鍍層的微孔數(shù)很少。這是因?yàn)樵谖醇尤氪龠M(jìn)劑的情況下，納米SiO2微粒表面帶負(fù)電，共沉積時(shí)在陰極界面只存在弱吸附，且被一層比雙電層厚的液膜隔開，加上電場力的作用，很難形成強(qiáng)吸附［7-8］。納米 Al2O3透明液作鎳封微粒時(shí)，鉻鍍層的微孔數(shù)也很少。一方面納米Al2O3透明液中微粒表面吸附了大量陰離子型高分子分散劑而導(dǎo)致其正電性降低［9］，并且高分子分散劑還可能發(fā)生橋連或控制絮凝［10］，阻礙了納米Al2O3微粒與鎳離子共沉積；另一方面微粒的粒徑太小，鍍鉻時(shí)很容易因?yàn)殂t的搭橋效應(yīng)而蓋住微孔。下文主要研究納米Al2O3粉末、納米Al2O3乳液和納米TiO2粉末對微孔鉻的影響。

2.3 鎳封液中微粒的含量對鉻鍍層微孔分布均勻性的影響

2.3.1 對平面鍍片上鉻鍍層微孔分布均勻性的影響

圖 3為鎳封液中微粒含量與平面鍍片上鉻鍍層微孔密度方差的關(guān)系。方差的計(jì)算方法為：分別在同一試片的5個不同位置取相同面積（596 μm × 447 μm）的區(qū)域計(jì)算各自的微孔數(shù)，將各區(qū)域的微孔數(shù)除以其中的最大微孔數(shù)化成單位為1，然后計(jì)算方差。方差越大，說明微孔分布越不均勻；反之，則分布越均勻。從圖3可知，以納米Al2O3粉末或納米Al2O3乳液作鎳封微粒時(shí)，鉻鍍層的微孔分布較均勻，并且隨微粒質(zhì)量濃度的變化不大；以納米TiO2粉末作鎳封微粒時(shí)，鉻鍍層的微孔分布不均勻，尤其在低濃度時(shí)各區(qū)域的微孔數(shù)相差更大。

圖2 鎳封液中微粒添加量對鉻鍍層微孔密度的影響Figure 2 Effect of dosage of particles in nickel sealing bath on micropore density of chromium coating

圖3 鎳封液中微粒添加量對平面鍍片鉻鍍層微孔分布的影響Figure 3 Effect of dosage of particles in nickel sealing bath on micropore distribution of chromium coating on horizontal surface of coupon

2.3.2 對鉻鍍層水平面與垂直面微孔分布均勻性的影響

實(shí)際應(yīng)用時(shí)，工件形狀一般比較復(fù)雜，各面的微孔密度很難一致，從而影響工件整體的耐蝕性。小槽試驗(yàn)中可用直角陰極法（將試片平分彎成直角，直角面對陽極，垂直地放于鍍槽中）模擬復(fù)雜工件，通過水平面與垂直面鉻鍍層微孔密度的比值來判斷各面微孔分布的均勻性，結(jié)果見圖4。從圖4可知，以納米Al2O3乳液為鎳封微粒時(shí)，水平面鉻鍍層的微孔數(shù)與垂直面相差較小，分布較均勻，其比值隨著鎳封液中微粒含量的增大而稍微增大。這是因?yàn)榧{米Al2O3乳液中的微粒粒徑較小，密度小且乳液中加有分散劑，其在鎳封液中沉降慢，分散均勻，施鍍時(shí)微粒與鍍件的各部位能夠充分接觸，從而縮小了鍍件水平面與垂直面上微孔密度的差距［5］。以納米Al2O3粉末或TiO2粉末為鎳封微粒時(shí)，工件各面的微孔數(shù)相差較大，分布不均勻。這是因?yàn)榧佑屑{米Al2O3粉末或納米TiO2粉末的鎳封液渾濁，微粒的沉降較快，電鍍時(shí)水平面因重力沉降及電流密度較大而嵌入較多的微粒。要提高其微孔分布的均勻性，可通過加入一些穩(wěn)定性和懸浮性能好的納米微粒（如納米SiO2［11］，因SiO2密度小、懸浮性好且可以增大鎳封液的黏度）作為分散劑或增大攪拌強(qiáng)度。

2.4 不同微粒對鎳封液穩(wěn)定性的影響

2.4.1 鎳封液在室溫下靜置存放的時(shí)間對鉻鍍層微孔密度的影響

圖5為鎳封液在室溫（約18 °C）下靜置存放的時(shí)間對鉻鍍層微孔密度的影響。圖5表明，加入不同微粒的鎳封液在室溫下存放時(shí)間一定時(shí)間后，所得鉻鍍層的微孔密度都有一定程度的下降。鎳封液靜置30 d后，以納米Al2O3粉末為鎳封微粒所得鉻鍍層的微孔密度的降幅最小，仍高于4 × 104個/cm2，以納米Al2O3乳液或納米TiO2粉末為鎳封微粒所得鉻鍍層的微孔密度則降至1 × 104個/cm2以下。由此可知，存放過程中納米Al2O3粉末在鎳封液中的分散最穩(wěn)定，微粒的團(tuán)聚量很少；納米Al2O3乳液和納米TiO2粉末在鎳封液中較易發(fā)生團(tuán)聚，導(dǎo)致鉻鍍層的微孔密度顯著降低。

圖4 鎳封液中微粒添加量對鉻鍍層水平面與垂直面微孔密度比值的影響Figure 4 Effect of dosage of particles in nickel sealing bath on the ratio of micropore density of chromium coating of horizontal surface to the vertical one

圖5 鎳封液存放時(shí)間對鉻鍍層微孔密度的影響Figure 5 Effect of storage time of nickel sealing bath on micropore density of chromium coating

2.4.2 鎳封液恒溫?cái)嚢钑r(shí)間對鉻鍍層微孔密度的影響

為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，鎳封液必須在恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下具有較好的穩(wěn)定性。圖6為鎳封液在50 °C下的攪拌時(shí)間對鉻鍍層微孔密度的影響。從圖6可知，以納米Al2O3粉末為鎳封微粒時(shí)，隨著鎳封液恒溫?cái)嚢钑r(shí)間的延長，鉻鍍層微孔密度的變化較小，鎳封液的穩(wěn)定性較好，能夠滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要；以納米TiO2粉末為鎳封微粒時(shí)，恒溫?cái)嚢? d后，鍍層的微孔密度顯著降低，恒溫?cái)嚢? d后，鉻鍍層的微孔密度低于1 × 104個/cm2；納米Al2O3乳液為鎳封微粒時(shí)，恒溫?cái)嚢? d后，鉻鍍層的微孔密度就低于1 × 104個/cm2。由此可知，恒溫?cái)嚢锠顟B(tài)下納米TiO2粉末和納米Al2O3乳液在鍍液中團(tuán)聚嚴(yán)重，鎳封液穩(wěn)定性較差。

2.5 鉻鍍層的厚度與微孔密度的關(guān)系

圖7示出了鉻鍍層厚度與鉻鍍層微孔密度的關(guān)系。從圖7可知，納米Al2O3粉末為鎳封微粒時(shí)，微孔密度隨鉻鍍層厚度的變化以0.33 μm厚為分界點(diǎn)，先緩慢減小后快速減小。納米Al2O3粉末中的微粒粒徑分布不均勻，存在幾十納米的微粒，容易被鉻鍍層覆蓋，因此在鉻鍍層較薄時(shí)，微孔數(shù)就隨鉻鍍層厚度增大而減少。納米Al2O3乳液、納米TiO2粉末為鎳封微粒時(shí)，鉻鍍層厚度小于0.25 μm時(shí)，微孔密度隨鍍層增厚基本不變；高于0.25 μm后，微孔密度顯著減小。鉻鍍層厚度一般以0.25 μm為宜，過薄時(shí)耐蝕性差，過厚則有可能因?yàn)榇顦蛐?yīng)而將下層鎳封層中不導(dǎo)電微粒所產(chǎn)生的微孔覆蓋，使微孔密度降低，從而達(dá)不到理想的耐蝕性［12］。

圖6 鎳封液恒溫?cái)嚢钑r(shí)間對鉻鍍層微孔密度的影響Figure 6 Effect of stirring time of nickel sealing bath at a constant temperature on micropore density of chromium coating

圖7 鉻鍍層厚度對微孔密度的影響Figure 7 Effect of thickness of chromium coating on its micropore density

2.6 鎳封層的形貌和組成

圖8為采用不同微粒時(shí)所得鎳封層的SEM照片。從圖8可知，鎳封液中分別加入不同微粒時(shí)，所得鎳封層的表面都平整、光亮，結(jié)構(gòu)細(xì)致、均勻。表2所示為圖8中白點(diǎn)和非白點(diǎn)區(qū)域的能譜分析數(shù)據(jù)。從表2可知，圖8a-8c、8d和8e的白點(diǎn)分別含有Al、Ti、Si元素，說明圖8中的白點(diǎn)即為鎳封層中嵌入的微粒。圖8a、8b、8d中都存在大量白點(diǎn)，圖8a的白點(diǎn)最多，但顆粒尺寸相差也最大，說明納米Al2O3粉末、納米Al2O3乳液、納米TiO2粉末中的微粒都能與鎳離子共沉積形成鎳封層，納米Al2O3粉末的微粒粒徑分布不均勻，在未加入鍍液之前就已大量團(tuán)聚，結(jié)果與2.1吻合。圖8c和8e中只有少量白點(diǎn)，并且圖8e中的白點(diǎn)非常小，說明納米Al2O3透明液和納米SiO2粉末中微粒與鎳共沉積的量很少，因而后續(xù)鉻鍍層的微孔密度小。

圖8 采用不同納米微粒所得鎳封層的SEM圖Figure 8 SEM images of nickel seal coatings prepared with different nano particles

表2 鎳封鍍層EDS測試結(jié)果Table 2 EDS result of different areas for nickel seal coatings

2.7 多層鎳/鉻組合鍍層的耐蝕性

表3為鎳封液中無微粒（光亮鎳加厚鍍2 min）和微粒質(zhì)量濃度為1 g/L時(shí)，多層鎳/鉻組合鍍層的CASS試驗(yàn)結(jié)果。從表3可知，微粒質(zhì)量濃度為1 g/L時(shí)，以納米Al2O3透明液、納米TiO2粉末、納米SiO2粉末為鎳封微粒所得組合鍍層的耐蝕性較不加微粒時(shí)稍好，但微孔密度和耐蝕性都不能滿足工業(yè)要求；以納米Al2O3粉末為鎳封微粒時(shí)，多層鎳/鉻鍍層的耐蝕性最好。在微粒質(zhì)量濃度相同的條件下，以納米 Al2O3粉末為鎳封微粒時(shí)，所得鉻鍍層的微孔密度最高，分布最均勻，穿透腐蝕的電流最小，所以耐蝕性最好。

表3 鎳封液中微粒添加量相同時(shí)多層鎳/鉻組合鍍層的耐蝕性比較Table 3 Corrosion resistance comparison of multilayer nickel/chromium composite coating when dosage of particles in nickel sealing bath is the same

表4為鉻鍍層微孔密度相近時(shí)，多層鎳/鉻組合鍍層的CASS試驗(yàn)結(jié)果。從表4可知，鉻鍍層的微孔密度相近時(shí)，以納米Al2O3粉末為鎳封微粒所得組合鍍層的耐蝕性比以納米Al2O3乳液或納米TiO2粉末為鎳封微粒時(shí)都好。納米Al2O3粉末的平均粒徑最大，所得鉻鍍層的平均微孔面積最大，且微孔分布均勻，相同微孔密度下的腐蝕電流密度應(yīng)最小，耐蝕性最好。另外，采用電解測厚儀測得這 3種組合鍍層中半亮鎳層與光亮鎳層之間以及鎳封層與光亮鎳層之間的電位差均分別為117.5 mV和19.5 mV，滿足工業(yè)應(yīng)用的要求。

表4 微孔密度相近時(shí)多層鎳/鉻組合鍍層的耐蝕性比較Table 4 Corrosion resistance comparison of multilayer nickel/chromium composite coating with similar micropore density of chromium coating

3 結(jié)論

（1） 向光亮鎳鍍液中分別加入納米Al2O3粉末、納米Al2O3乳液、納米TiO2粉末進(jìn)行鎳封（復(fù)合鍍），可以制得光亮的鎳基復(fù)合鍍層，在其表面鍍鉻可得到微孔密度高于1萬個/cm2的微孔鉻。但采用納米Al2O3透明液或納米SiO2粉末作微粒進(jìn)行鎳封時(shí)，微粒幾乎不與鎳發(fā)生共沉積，后續(xù)鉻鍍層的微孔非常少。

（2） 鎳封液中微粒的質(zhì)量濃度相同時(shí)，以納米Al2O3粉末作為鎳封微粒時(shí)的效果最好，鎳封液最穩(wěn)定，鉻鍍層的微孔密度最大，平面微孔分布最均勻，多層鎳/鉻組合鍍層的耐蝕性最好，但在復(fù)雜件各面上的微孔分布稍嫌不夠均勻。

（3） 鉻鍍層的微孔密度相近時(shí)，加有納米Al2O3粉末所得鉻鍍層上微孔的平均面積最大且分布均勻，多層鎳/鉻組合鍍層的耐蝕性最好。

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［ 編輯：周新莉 ］

Effect of type of particles in nickel sealing bath on micropore distribution and corrosion resistance of chromiumcoating //

HE Xiang-zhu*， QIN Hua， XIE Jin-ping， FAN Xiao-ling

A Ni/Cr multilayer coating was prepared on brass substrate by semi-bright nickel plating， bright nickel plating，composite nickel plating （also called nickel sealing） and chromium plating successively.The nickel sealing baths were obtained by adding nano-Al2O3powder， nano-Al2O3emulsion， transparent nano-Al2O3liquid， nano-TiO2powder and nano-SiO2powder respectively to a bright nickel plating bath consisting of 250 g/L NiSO4·6H2O， 50 g/L NiCl2·6H2O， 43 g/L H3BO3， 0.4 mL/L main brightener HN-TP1， 10 mL/L softener HN-TP2 and 1.5 mL/L westerner HN-19.The effects of different particles on the stability of nickel sealing bath， the micropore density， as well as the uniformity and corrosion resistance of the Ni/Cr multilayer coating obtained were studied.A compact bright nickel seal coating can be prepared from the nickel sealing bath containing nano-Al2O3powder， nano-Al2O3emulsion or nano-TiO2powder， eventually leading to a Ni/Cr multilayer coating with a micropore density above 1 × 104pores/cm2.The bath comprising nano-Al2O3powder has the best stability when the dosages of different particles are at the same level （1 g/L）， and the Ni/Cr multilayer coating obtained therefrom has the maximum micropore density， the most uniform distribution of micropore on plane surface and the best corrosion resistance， but the distribution of micropore on each surface of complicated workpiece is relatively poor.When the micropore density of chromium coating is approximately the same （2 × 104pores/cm2）， the Ni/Cr multilayer coating obtained by using nano-Al2O3powder in nickel sealing bath has the largest micropore area and best corrosion resistance.

nickel sealing； composite plating； alumina； titania； silica； nanoparticle； microporous chromium； corrosion resistance

TQ153.2

A

1004 - 227X （2016） 05 - 0223 - 07

2015-12-18

2016-01-19

何湘柱（1966-），男，湖南桂陽人，教授，主要從事應(yīng)用電化學(xué)、功能材料制備以及腐蝕與防護(hù)等方面的研究。
作者聯(lián)系方式：（E-mail） hexz-tom@tom.com。