Zn-Ni合金防腐涂层技术研究进展

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电化学方法研究锌镍合金镀层耐腐蚀性能

电化学方法研究锌镍合金镀层耐腐蚀性能韩玉娟;郑凯【摘要】Zn-Ni alloy coating and Zn coating were prepared by electrodepositing in alkaline electrolyte respectively. They were handled into working electrodes. Platinum electrode and calomel electrode were chosen as counter electrode and reference electrode respectively. They were immersed into 5% NaCl solution simultaneously. The electrochemical workstation was utilized to measure the corrosion performance after 120 h. The test result indicated that the corrosion potentials of the Zn-Ni alloy and Zn coating were respectively -0. 778 and -0. 989 V, rate of corrosion on Zn-Ni alloy and zinc coating were 0. 0405 and 0. 301 g/( m2 ·h) , which indicated that the corrosion rate of Zinc coating was seven point four times of that of Zn-Ni alloy, their real part values within the low frequency range from 1 to 10 Hz were 250 and 900 Ω/cm2 respectively, the value of Zn-Ni was 3. 5 times than that of Zn coating.%碱性介质中制备锌镍合金镀层与镀锌层,并制备成工作电极,分别选择铂电极和饱和甘汞电极作为对电极和参比电极,5%氯化钠溶液为测量介质,采用电化学工作站测量工作电极电化学特性。

电镀Zn-Ni-P合金及其耐蚀性研究

电镀Zn-Ni-P合金及其耐蚀性研究刘军松;刘定富;苏琪;张厚;吕小虎【摘要】通过Hull槽实验对乙酸盐体系电镀Zn-Ni合金工艺进行了优化,再向优化后的镀液添加Na2H2PO2,制备出Zn-Ni-P合金.对不同P含量的Zn-Ni-P合金镀层的耐蚀性进行了研究,并表征其微观形貌和镀层组成.结果表明,乙酸盐电镀Zn-Ni-P合金的最佳配方及工艺条件为:ZnCl2 100 g/L,NiCl2· 6H2O 120g/L,CH3COONH4 80 g/L,CH3COONa 40 g/L,KCl 200 g/L,Na2H2PO215g/L,SDS 0.06 g/L,pH为4,电流密度为1.5 A/dm2,温度为40℃.该工艺下制备的镀层结晶细致,P含量约为12.5％,耐蚀性最好.【期刊名称】《电镀与精饰》【年(卷),期】2019(041)002【总页数】5页(P1-5)【关键词】Zn-Ni-P合金;耐蚀性;Tafel极化曲线;交流阻抗【作者】刘军松;刘定富;苏琪;张厚;吕小虎【作者单位】贵州大学,贵州贵阳550025;贵州大学,贵州贵阳550025;贵州大学,贵州贵阳550025;贵州大学,贵州贵阳550025;贵州大学,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TQ153.2Zn-Ni合金在钢铁防腐方面优点突出，其耐蚀性比普通镀锌层高6至8倍，且钝化后的Zn-Ni合金外观可保持十几年之久。

此外，Zn-Ni合金还具有氢脆性小、机械性能好、热稳定性高等优点［1-3］。

Zn-Ni合金除用于钢铁防腐外，在一些领域也可以替代有毒有害的镉镀层。

研究人员发现，在Zn-Ni合金中加入第三种非金属物质能够有效提高Zn-Ni合金的耐蚀性，如在镀层中添加P或纳米颗粒等。

Kubisztal等［5］在硫酸盐-硫酸铵镀液中以Na2H2PO2为P源制备了Zn-Ni-P合金镀层，结果表明Zn-Ni-P合金的耐蚀性优于镉镀层。

Zn-Ni合金镀层的黑色钝化工艺研究

工艺开发收稿日期:2004-12-15作者简介:郑环宇(1975-),女,博士研究生。

作者联系方式:安茂忠,(Email)mzan@hi 。

Zn -Ni 合金镀层的黑色钝化工艺研究郑环宇, 安茂忠, 范立双(哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨 150001)摘要: 在含Ni 为10%~14%的Zn -Ni 合金镀层上先钝化再进行封闭处理,可获得色泽均匀、结晶细致的转化膜。

讨论了钝化工艺条件及封闭剂、p H 值对转化膜耐蚀性的影响。

经过正交实验和单因素实验,确定了最佳钝化配方为:40g/L 铬酐、40m L /L 醋酸、10g/L 成膜促进剂、0 45g/L 硝酸、温度20 、时间30~40s 。

研究了封闭条件,确定的封闭剂的组成为:120~220g/L 硅酸钠,1~3g /L 氟化钠,0 1~0 3g/L 硫酸锂,最佳p H 值为10 5。

硫酸铜点滴实验、中性盐水浸泡实验、扫描电镜以及交流阻抗测试表明:Zn -Ni 合金镀层先经钝化再经封闭处理后耐蚀性能明显提高。

该钝化工艺操作简单,具有应用价值。

关键词: Zn -Ni 合金; 黑色钝化; 耐蚀性中图分类号: TQ153.2 文献标识码: A 文章编号: 1004-227X(2005)04-0010-04Black passivation process of Zn -Ni alloy depositsZHENG Huan -yu,AN Mao -zhong,FAN L-i shuang(Department of Applied C he mistry,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China)Abstract:Uniform and dense conversion film can be gained on the surface of Zn -Ni alloy deposits c ontaining 10%~14%of Ni by using passivation sealing technology.The influence s of passivation condi t ions and p H value of sealing a gent on the corrosion re sistance of the c onversion film were studie d.The optimized passiva t ion for mula was de termined by orthogonal test and single fac tor test as follo ws:40g/L of Cr 2O 3,40mL/L of acetic acid,10g/L of accelerator,0 45g/L of nitric acid,te mperature of 20 and time of 30~40s.Sealing c onditions were investiga ted.The compo -nents of sealing agent a re as follo ws:120~220g/L of Na 2SiO 3,1~3g/L of NaF,0 1~0 3g/L of Li 2SO 4,and the optimized pH value is 10 5.CuSO 4dropping corrosion test,NSS -test,SEM and electrochemic al impedance spec trosc opy measurements sho w that the corrosion resistance of Zn -Ni alloy deposit is inc reasing obviously by passivating firstly and then sealing.The passivating process is easy -to -operate and can be applic able to production. Keywords:Zn -Ni alloy; black passivation; corrosion resistance1 前言钢铁件在空气中,特别是在湿热环境中极易锈蚀。

Zn Ni合金镀层特性简介

锌和锌基合金在大气环境中的腐蚀反应，一般按以下过程进行：
阳极反应：Zn+2H2O→Zn(OH)2+2H++2e ……（1）
Zn(OH)2→ZnO+ห้องสมุดไป่ตู้2O ……（2）
阴极反应：1/2O2+H2O+2e→2OH
在上述腐蚀反应中，阳极上反应（1）生成的Zn(OH)2薄层的电导小，在表面形成相对绝缘层，可抑制进一步反映而保护镀层和基体。但是如果阳极上反应（2）发生，生成的属于n型半导体性质，它对抑制腐蚀反应效果相应下降。所以，反应（2）的速率从本质上决定镀层的防护效果。
1、氢脆小：在高强度刚上电镀锌镍合金，几乎不会产生氢脆。可使用于航空、航天等方面亮强度钢铁件上电镀。
2、耐高温，锌镍合金镀层在600C的高温下，烘烤20秒左右镀层不变色。
3、硬度高，锌镍合金镀层的硬度是镀锌层的一倍左右，因此，耐磨性优于镀锌层。
4、可焊性好：镀覆锌镍合金的钢铁零件，可以进行电焊，高频焊，激光焊等，焊接好后强度好，焊接部位镀层不破坏。
5、具有耐硫化物腐蚀的独特性能，适用于装运橡胶原料产品作为防护镀层。
锌镍合金的上述特性，在国内外已广泛应用于供电、铁路、公路、桥梁、地铁、隧道、电缆、桥架、室外照明器件、装运橡胶原料容器等方面钢铁构件镀覆，收到良好效果。
传统的防护性镀层如：电镀锌层、热熔锌层等，在大气条件下表现的腐蚀反应为反应（1）、（2）交替进行。所以虽具有一定的耐蚀性，但其防护效果仍受到限制。
锌镍合金镀层，特别是含Ni 10-14%的Y相合金镀层，NiZn3Ni5Zn21其组成为，热力学性能极其稳定；同时，这种镀层的电位比铁负，又比纯锌正，所以它对于钢铁基体属阳性镀层，其防护性仍以电化学保护为主，但镀层腐蚀速率远比锌缓慢。加上该合金镀层的Y相结构和微粒镍的高分散特性，它在大气腐蚀过程中，表面上形成又细、又密，分布均匀的微观裂纹，使副食电流分散，大大减慢腐蚀速度，从而表现出极其优越的高耐蚀性。实验证明，厚度为8-10mm，含10-14%的r相结构锌镍合金镀层，可耐中性盐水喷雾（SST）高达480—720小时：正常情况下可在大气条件中暴露20年以上不发生腐蚀。锌镍合金镀层不仅具有优越的耐蚀性，而且还具有以下特征：

纳米级防腐涂层技术的最新进展

纳米级防腐涂层技术的最新进展纳米级防腐涂层技术是材料科学领域的一项革命性创新，它通过在微小尺度上的精确控制，显著提高了涂层的防腐性能，延长了各种材料和结构的使用寿命，尤其在海洋工程、石油化工、航空航天、桥梁建筑等行业中展现出巨大潜力。

以下是纳米级防腐涂层技术的六个最新进展方向：一、纳米粒子的集成应用纳米粒子，如氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)、石墨烯等，因其独特的物理化学性质，在防腐涂层中发挥着核心作用。

这些纳米粒子能够形成致密的防护层，有效阻挡腐蚀介质的渗透，同时其高比表面积能增加与基材的接触，提高涂层的附着力。

此外，某些纳米粒子具有光催化活性，可在光照下分解有害物质，进一步提升防腐效能。

二、智能响应型纳米涂层智能响应型纳米涂层能够根据环境变化自动调整其性能，例如温度、pH值或湿度敏感的涂层。

这类涂层中嵌入了能够感知外界刺激的纳米传感器，并通过释放防腐剂或改变涂层结构来应对腐蚀威胁。

这种动态调节机制极大增强了涂层的适应性和长期保护能力。

三、自愈合纳米技术自愈合纳米涂层通过嵌入微胶囊或使用具有自修复功能的聚合物网络，能够在涂层受损后自动修复裂纹和孔洞，恢复其完整性。

这种技术利用了纳米级容器封装的修复剂，在裂纹产生的局部压力或化学信号触发下释放，实现损伤区域的自我修复，从而持续提供保护，延长材料的使用寿命。

四、超疏水及超双亲涂层基于纳米技术的超疏水及超双亲涂层，通过在涂层表面形成微纳结构，使水滴难以在表面停留，从而减少水分引起的腐蚀。

超疏水涂层能有效排斥水分和污染物，而超双亲涂层则同时具备疏水和亲水特性，能促进水分快速蒸发，防止腐蚀介质的聚集。

这两种涂层技术都大大增强了材料表面的抗腐蚀性能。

五、纳米复合材料的应用将纳米材料与其他高性能材料如环氧树脂、聚氨酯等复合，可以制备出具有优异综合性能的防腐涂层。

这些纳米复合材料不仅提高了涂层的机械强度和耐化学品性，还能赋予其特殊功能，如导电性、热稳定性等，从而拓宽了涂层的应用范围，特别是在极端环境下的防腐需求。

电沉积制备zn—ni合金及其耐蚀性的研究

电沉积制备zn—ni合金及其耐蚀
性的研究
电沉积制备Zn-Ni合金及其耐蚀性的研究是对金属材料表面抗腐蚀性能的研究，它依赖于电沉积制备的Zn-Ni 合金的特性。

电沉积是一种常用的表面覆盖工艺，用于在金属表面形成一层保护层，以提高金属表面的耐蚀性能。

Zn-Ni合金是一种有机镀膜材料，具有优良的抗腐蚀性能，可用于改善金属表面的耐蚀性能。

Zn-Ni合金电沉积制备过程主要包括：金属表面清洗前准备、电沉积涂层、涂层烘烤、表面检测和性能测试。

金属表面清洗前准备时，需要将金属表面处理干净，然后用溶液清洗，以去除金属表面的污垢和油污。

电沉积涂层是制备Zn-Ni合金的关键步骤，通常采用阴极溅射或激光电沉积技术，在金属表面形成一层Zn-Ni合金保护层。

涂层烘烤时，采用气体热处理方式，使涂层得到固化，提高涂层的耐蚀性能。

表面检测和性能测试是评估Zn-Ni合金抗腐蚀性能的重要环节，一般采用扫描电子显微镜和腐蚀试验等方法，测试涂层的厚度、表面形貌以及耐蚀性能。

总之，电沉积制备Zn-Ni合金及其耐蚀性的研究主要包括：金属表面清洗前准备、电沉积涂层、涂层烘烤、表
面检测和性能测试等步骤，旨在改善金属表面的耐蚀性能，以达到抗腐蚀的目的。

直得推广的锌镍渗层防腐技术

扣件系统如达克罗、热镀锌等比较，防锈效果尤为明显。铁路部门认为，采用锌镍渗层技术的扣件系统具有高耐腐蚀、免防锈涂油的性能，极大地减少了维修工作量、降低了维修成本。新建海南高速铁路已全线采用该扣件系统。从发展趋势看，今后，全国铁路系统将普遍采用锌镍渗层扣件系统。
日台湾高雄发生燃气爆炸事故，直接原因是输气管道锈蚀造成燃气泄露引起爆炸。
中国工程院原院长徐匡迪院士介绍：根据世界上宏观的统计和调查，每年因腐蚀损失约１％的材料产量，带来的经济损失约相当于经济总量的３％到４％。２０１５年６月，中国工程院启动了《我国腐蚀状况及控制战略研究》重大咨询项目。该项目负责人由中国科学院院士侯保荣担任。据该课题组计算：２０１４年全国自然灾害损失为３３７３．８亿元。腐蚀造成的损失，按照当年ＧＤＰ的３％计算，约为２万多亿元，相当于几倍自然灾害造成的损失。徐匡迪认为： “这是一个巨大的问题，但长期以来没有引起我们足够的重视 ”。
创新：锌镍渗层防腐技术
长期以来，人们采取了许多办法来防备和控制金属腐蚀。一般从两个方面考察问题：一是设法提高金属材料自身的抗腐蚀能力。例如，
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在炼钢过程中加人镍、铬等元素，使普通碳素钢变成不绣钢。不绣钢防腐蚀性能有很大提高，但是价格也大大提高，限制了其使用范围。二是对材料进行表面处理后形成表面保护层，从而将材料与腐蚀介质隔开以后达到防腐目的。例如，刷喷非金属涂层（油漆）、电镀就是普遍采用的方法。通过表面熔融或离子注入技术改变金属表面结构或表面组成以提高耐腐蚀能力，是防腐技术发展的新趋势。

锌镍合金镀层盐雾腐蚀行为的研究

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中性盐雾腐蚀 ( S 试验用 Y 4 NS ) C一0型盐雾腐蚀箱 , IO 按 S 36 78标准 , 喷雾 8h 停 l , 6h为一周期 . 试验结果分别由 5 面积红锈出现的时闻 , 锈扩展速率和腐蚀失重来评定, 红每十数据为
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固此 , 的存在还有利于使腐蚀产物的粘附性及致密性提高 , 镍而在腐蚀表面形成一层与镀层牯附性很强的 , 固致密且绝缘坚性好的 Z C : Z ( n ] ·4 n OH) 和 2 n O3· Z ( z ZC 3 n OH) 腐蚀产物保护 2
( b)
广东省自然科学基盘赞助项目
维普资讯
材
料
保
护
第 3卷第5 9 0 期
微裂纹( 图 3 )用 1 醋酸水溶液清洗镀层表面腐蚀产物 , 见 h, 发现锌镍镀层表面在腐蚀过程中产生丁大量微裂纹 ( 见图 3 ) 对 c+
其次是 N 对腐蚀产物的作用 , 由图 4 见 , 可在腐蚀过程中 .
锌镀层腐蚀产物有 Z O, n 而锌镍镀层中则无 .这证明了 Ni 的存在有利于抑制 Z ( n OH) 向 Z O 的转化 Zt 是由 Z~OH) 或 : n r O r ( :

γ相Zn-Ni合金镀层结构及性能分析

ｐｌｉｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｐｒｅｐａｒｅｄＺｎ — Ｎｉａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇａｎｄｚｉｎｃ
ＺＨＥＮＧＫａｉ，ＷＵＳｈｉ — ｙｕ，ＪＩＲｅｎ — ｊｉｅ，ＳＨＩＫａｉ．ｓｈｕｎ，ＬＩＨｏｎｇ — ｙｉ，ＺＨＡＮＧＣｈａｎｇ．ｆｅｉ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１６７，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＣｈａｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ２１３１４，６Ｃｈｉｎａ）
郑凯，吴诗雨，季仁杰，施凯顺，李红艺，张长飞
（１．南京工程学院环境工程系，江苏南京２１１１６７；２．常州大学石油化工学院，江苏常州
２１３１６４）
摘要：采用电沉积方法从碱性镀液中制备相ｚｎ — Ｎｉ合金镀层，应用扫描电子显微镜、ｘ．射线衍射仪、电化学测量技术对ｚｎ — Ｎｉ合金镀层的微观结构和耐蚀性能进行了研究。结果表明，Ｎｉ．ｚｎ合金镀层的腐蚀性与其微结构密切相关。ｚｎ — Ｎｉ合金镀层的晶型为相，合金镀层中镍和锌的质量分数分别为１５．９８％和８４．０２％；锌一镍合金镀层中原子堆积方式为正四面体形。在５％氯化钠溶液中，ｙ相ｚｎ — Ｎｊ合金镀层与锌镀层的电化学测试结果表明，在０．１ＯＨｚ低频率区，ｙ．相ｚｎ — Ｎｉ合金镀层的交流阻抗谱的实部值为镀锌层的７．２倍；腐蚀电位比锌层增加了０．１２７９Ｖ，镀锌层的 ‘ ， … 是

Zn Ni合金镀层特性简介

5、具有耐硫化物腐蚀的独特性能，适用于装运橡胶原料产品作为防护镀层。
锌镍合金的上述特性，在国内外已广泛应用于供电、铁路、公路、桥梁、地铁、隧道、电缆、桥架、室外照明器件、装运橡胶原料容器等方面钢铁构件镀覆，收到良好效果。
1、氢脆小：在高强度刚上电镀锌镍合金，几乎不会产生氢脆。可使用于航空、航天等方面亮强度钢铁件上电镀。
2、耐高温，锌、硬度高，锌镍合金镀层的硬度是镀锌层的一倍左右，因此，耐磨性优于镀锌层。
4、可焊性好：镀覆锌镍合金的钢铁零件，可以进行电焊，高频焊，激光焊等，焊接好后强度好，焊接部位镀层不破坏。
传统的防护性镀层如：电镀锌层、热熔锌层等，在大气条件下表现的腐蚀反应为反应（1）、（2）交替进行。所以虽具有一定的耐蚀性，但其防护效果仍受到限制。
锌镍合金镀层，特别是含Ni 10-14%的Y相合金镀层，NiZn3Ni5Zn21其组成为，热力学性能极其稳定；同时，这种镀层的电位比铁负，又比纯锌正，所以它对于钢铁基体属阳性镀层，其防护性仍以电化学保护为主，但镀层腐蚀速率远比锌缓慢。加上该合金镀层的Y相结构和微粒镍的高分散特性，它在大气腐蚀过程中，表面上形成又细、又密，分布均匀的微观裂纹，使副食电流分散，大大减慢腐蚀速度，从而表现出极其优越的高耐蚀性。实验证明，厚度为8-10mm，含10-14%的r相结构锌镍合金镀层，可耐中性盐水喷雾（SST）高达480—720小时：正常情况下可在大气条件中暴露20年以上不发生腐蚀。锌镍合金镀层不仅具有优越的耐蚀性，而且还具有以下特征：
锌和锌基合金在大气环境中的腐蚀反应，一般按以下过程进行：
阳极反应：Zn+2H2O→Zn(OH)2+2H++2e ……（1）
Zn(OH)2→ZnO+H2O ……（2）

Zn_Ni合金电镀_钝化工艺及镀层性能

Zn - Ni 合金电镀、钝化工艺及镀层性能
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采用常规的弯曲线法、锉削法检测 Zn -Ni 合金镀层的结合力。
采用 5% NaCl 常温下测试镀层的耐蚀性能。
2 结果与讨论
2． 1 Zn -Ni 合金镀层中的镍含量
2． 1． 1 改性 SD -1 的影响
用原镀锌添加剂 SD -1 时，无论镀液中的镍离子
图 3 Zn -Ni 合金镀层镍含量为 13% 左右时的 XＲD 谱
2． 3． 2 性能
（ 1）结合力 Zn -Ni 合金镀层经弯曲和锉刀试验后，4 倍放大镜下，均无脱皮和揭起现象；经烘烤、骤冷后均看不到裂皮、鼓泡、脱落现象。此结果说明镀层的结合很好。
（ 2）耐蚀性彩色钝化前后的 Zn -Ni 合金镀层在 5% NaCl 溶液中的腐蚀性见表 2。由表 2 可知，钝化后 Zn -Ni 合金镀层耐中性盐耐腐蚀比未钝化的有明显增强。
0前言
含 10% ～ 15% Ni 的 Zn -Ni 合金镀层的耐蚀性是纯锌镀层的 3 ～ 6 倍［1 ～ 3］，其在防护性电镀方面的占比逐年提高，被广泛用于汽车、航空、航天、轻工、家电等领域。然而，Zn -Ni 合金电镀所用添加剂较多，镀层形貌也不够完美［4］。为了减少电镀 Zn -Ni 合金添加剂的种类和数量，改进镀层的质量，简化镀液成分，本工作对自制多功能镀锌添加剂 SD -1［5］进行改性，将其用于碱性体系 Zn -Ni 合金电镀；采用控制变量法通过霍尔槽和小槽等试验，确定了其最佳镀液配方和电镀工艺参数，经彩色钝化后获得了细致、平整、光亮、结合力大、耐蚀性强的 Zn -Ni 合金镀层。
1 试验
1． 1 基材前处理

Zn-Ni合金电镀的研究进展

［ 10 ］合金可以代替镀镉层，同年澳大利亚防护科学技术学报［ 11 ］协会开发了取代中碳钢表面镉镀层的 Zn ! Ni 合金镀层，［ 12 ］ 1995 年碱性光亮 Zn ! Ni 合金镀液在美国获得了专利。
1996 年 Pushpvanam M 用柠檬酸槽液电沉积 Zn! Ni 合金，并
［ 22 ］色钝化膜。1995 年 Bishop C V 开发了 Zn ! Ni 合金镀层［ 23 ］黑色钝化处理溶液， 1998 年 DisoI 则开发出了 Zn ! Ni 合［ 24 ］。国内有关黑色钝化工金镀层黑色铬酸盐钝化处理液
沉积的转变进行了研究，给出了对 Zn ! Ni 合金电沉积机理
［收稿日期］ 2003 10 11 ［基金项目］航空科学基金资助（ 00G53068 ）
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Zn! Ni
合
金
电
镀
的
研
究
进
展
腐蚀大。碱性体系是近几年发展起来的，其优点是：镀液分散能力好，在较宽的电流密度范围内镀层合金成分比例较均匀，镀层厚度也较均匀，对设备和工件的腐蚀较小，工艺操作容易，工艺稳定，成本较低，镀层含镍多在7 ! ~ 9 !，镀层容易钝化处理；缺点是：阴极电流效率较低（ 60 ! ~ 80 !），不适合电镀铸铁和硬质钢，废水处理也较困难。
［2］用。1988 年法国 Strube G 开发了以氯化铵为基的含镍
前
言
Zn! Ni 合金一般是指以锌为基含有少量镍（ 20 ! 以
10 ! ~ 15 !的电解液，并沉积出有显微裂纹的细晶 Zn ! Ni
［3］合金镀层。1988 年美国在酸性电镀液中获得 Zn ! Ni 合［4］金镀的钢带。1989 年 DaniIov F I R 在氯化物电解液中获［5］得了 Zn! Ni 合金，小林繁夫从醇类有机溶液中获得了 Zn! ［6］ Ni 合金并研究了其耐蚀性。1991 年 HadIey J S 提出了［7］ Zn! Ni 合金可作为镀镉层的替代物。1993 年法国 Lopez

锌镍合金镀层耐腐蚀性的研究

镉镀层作为钢铁件的防护性镀层具有很好的耐蚀性和优良的力学性能，已在海洋船舶!航空电
［ 1］子等行业广泛应用。由于镀镉毒性大，处理困
难，应用受到了限制。因此，锌和锌的合金层作为代镉镀层得到了广泛应用和研究。科学技术和现代工业的发展对防护性镀层的要求越来越高，传统
［ 2］。近年来，对的电镀锌层已不能完全满足要求［ 3］锌合金如锌与铁族金属形成的二元合金锌镍、［ 4］［ 5］、锌钴研究较多。而锌镍合金由于具有锌铁
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锌镍合金镀层耐腐蚀性的研究其中铁基体的容抗弧最小，纯锌镀层其次，锌镍合金镀层的容抗弧最大，即锌镍合金镀层比纯锌镀层的腐蚀反应电阻大。这表明锌镍合金镀层的耐蚀性优于纯锌镀层。积出了含镍 16 !左右的锌镍合金镀层。在 5 !NaCI 溶液腐蚀浸泡试验中，锌镍合金腐蚀产物致密，牢固附着于镀层之上，从而出现腐蚀增重，且腐蚀产物形成一层致密的保护膜，减缓了锌的溶出速度。在 5 ! NaCI 溶液中由交流阻抗测得锌镍合金的腐蚀反应电阻远远大于纯锌镀层的腐蚀反应电阻。由中性盐雾试验测得锌镍合金镀层的耐盐雾是相同厚度的纯锌镀层的 4. 5 性能达到 1 000 1，倍，其耐蚀性优于纯锌镀层，在钢铁表面是一种良
0
前
言
的相对含量用美国 EDAX 公司的 PV9100 型能量色散 X 射线分析仪检测；锌镍合金镀层的耐蚀性采用 YO - 25D 型盐雾试验箱测定。 1. 2 试样制备试样以铁片为基体，镀前经酸洗，金相砂纸打磨，除油和二次蒸馏水清洗。镀液组成及工艺为： NiSO4 ・6H2 O ZDSO4 ・7H2 O Na2 SO4 H3 BO3 氨羧复合配位剂添加剂 pH 值温度电流密度镀层厚度电化学测试用 CHI650A 电化学工作站对镀锌层试样和镀锌镍层试样进行极化曲线和交流阻抗测试。测试溶液均为 5 ! NaCI 溶液，温度为室温（ 20 C ），工作电极四周用环氧树脂密封，留出 1 cm2 工作面积，参比电极为饱和甘汞电极（ SCE ），辅助电极为铂电极，扫描速度为 10 mV / S。交流阻抗测试频率为 0. 01 ~ 1. 00 X 10 5 Hz ，交流幅值为 5 mV。 1. 4 腐蚀浸泡将试样的四周用环氧树脂密封，留出 1 cm2 的 10 ~ 50 g / L 10 ~ 30 g / L 20 ~ 50 g / L 10 ~ 30 g / L 80 ~ 100 g / L 6 ~ 10 mL / L 4 ~5 20 ~ 40 C 0. 5 ~ 1. 5 A / dm2 8 !m

汽车用锌镍合金电镀现状及研究进展

汽车用锌镍合金电镀现状及研究进展汽车锌镍合金电镀是汽车行业的一项重要研究，中国的发展以及广泛的汽车使用，让汽车行业对用锌镍合金电镀的寻求更加积极，让它成为汽车行业发展的重要技术推动力。

本文将从国内外技术发展现状、技术进展、应用进展、技术工艺等几个方面综述汽车用锌镍合金电镀的发展状况。

一、国内外技术发展现状锌镍合金电镀是一种常见的电镀工艺，主要用于汽车表面涂层的保护，历史悠久。

在20世纪90年代中期和后期，随着汽车工业的发展，用锌镍合金电镀的技术发展也取得了一定的成绩。

多年来，国内外许多科研机构都着力研究用锌镍合金电镀的技术发展状况，取得了一定的成果，文献中报道了关于锌镍合金电镀的材料制备、技术优化、多因素影响等主要技术研究内容。

二、技术进展用锌镍合金电镀技术不断进步，新型锌镍合金电镀工艺已经推出，并在汽车表面涂层中被广泛应用，新型锌镍合金电镀技术有效提高了镀层质量，使汽车表面涂层更具有防止腐蚀和附着力。

此外，新型锌镍合金电镀技术还克服了固体污染的问题，使汽车涂层的抗腐蚀性提高了，确保汽车表面涂层的高质量维护。

三、应用进展用锌镍合金电镀广泛应用于汽车表面涂层，在汽车表面涂层中有着重要的作用。

如果用锌镍合金电镀技术，可以提供良好的抗腐蚀性能，有效提高汽车表面涂层的防腐性。

同时，由于锌镍合金电镀具有耐高温性，抗热膨胀性和抗冲击性能，因此，锌镍合金电镀技术可以有效保护汽车表面涂层的质量，从而确保汽车安全使用和更长寿命。

四、技术工艺用锌镍合金电镀有很多种技术工艺，主要有厚度工艺、表面处理工艺、温度控制工艺、电极控制工艺等。

其中，厚度工艺是控制锌镍合金电镀涂层厚度的重要技术工艺，根据实际使用汽车的需要，应选择适当的厚度；表面处理工艺是一项重要的技术工艺，应对锌镍合金电镀表面进行适当的处理和处理，以保证锌镍合金电镀表面质量最大化；温度控制工艺是影响锌镍合金电镀技术发展的重要因素，应注意控制电镀温度；电极控制工艺是一项技术工艺，主要用于控制电极的位置，以保证锌镍合金电镀质量。

zn-ni合金镀层沉积机理及腐蚀机理

一、概述现代工业中，表面涂层技术的发展对材料的改性以及提高材料的抗腐蚀性能具有重要的意义。

zn-ni合金镀层作为一种重要的防腐蚀涂层，在工业生产中得到了广泛的应用。

然而，zn-ni合金镀层的沉积机理以及腐蚀机理一直是研究的热点和难点。

本文将从沉积机理和腐蚀机理两个方面入手，系统地探讨zn-ni合金镀层的形成过程以及腐蚀行为，为相关研究和工程应用提供理论支持。

二、zn-ni合金镀层的沉积机理1. 电化学沉积机理众所周知，zn-ni合金涂层通过电化学沉积技术制备。

电化学沉积是利用外加电流使阳极溶液中的金属离子在阴极上析出形成金属沉积层的过程。

zn-ni合金镀层的形成主要受到电流密度、沉积时间以及阳极溶液成分等因素的影响。

其中，zn-ni合金镀层的沉积速率和合金成分的控制是关键问题。

2. 沉积机理的表面催化作用表面催化作用在zn-ni合金镀层的形成过程中起到了重要作用。

合适的表面催化剂可以有效提高zn-ni合金镀层的沉积速率和均匀性。

研究表面催化作用对zn-ni合金镀层的形成具有重要意义。

3. 形貌和结构调控形貌和结构对zn-ni合金镀层的性能具有重要影响。

通过调控沉积条件和添加合适的添加剂，可实现zn-ni合金镀层的微观结构和宏观形貌的精密控制。

三、zn-ni合金镀层的腐蚀机理1. 电化学腐蚀机理zn-ni合金镀层的耐腐蚀性能主要受到其电化学腐蚀行为的影响。

zn-ni合金镀层在不同腐蚀介质中的腐蚀行为不尽相同，对其电化学腐蚀机理进行深入研究具有重要意义。

2. 节点腐蚀机理zn-ni合金镀层在实际使用过程中容易出现节点腐蚀问题。

节点腐蚀是指在涂层表面和基材交界处发生的腐蚀现象，严重影响了zn-ni合金镀层的抗腐蚀性能。

3. 其他腐蚀问题zn-ni合金涂层在特定环境中容易发生其他形式的腐蚀，如应力腐蚀、水解腐蚀等，这些腐蚀问题对涂层的稳定性和耐久性提出了挑战。

四、结论本文从zn-ni合金镀层的沉积机理和腐蚀机理两个方面对其进行了系统的探讨。

电沉积高耐蚀性Zn-Ni合金新工艺

２（４８）：－３５２５．
落。说明光亮剂对镀层脆性的影响是很有限的，反映出本工艺既光亮又柔软的特性。
２９结合力．
［３］范文学，向明，殷．锌酸盐镀锌和三价铬钝化的管理和维何刘护Ｅ］Ｊ，电镀与环保，０９２（）４ —６２０，９１：４４．Ｅ４］时毅容，陈厚敏，郎春波．Ｋ３３耐高温碱性锌酸盐环保镀锌Ｆ一０光亮剂的应用Ｉ］表面技术，０２３（）５—１－．ｊ２０，１４：９６．
１．２；层经钝化处理后，耐蚀性进一步提高，中黑色钝化的效果最佳。４５镀其其
关键词：电沉积；ｎＮｉ金；耐蚀性；化Ｚ— 合钝
ＡｂｔａｔＺ — ｌｙｃａｉｇｈｓａｇｅｔｐｔｎｉｌｎｍｅａｕｆｃｒｔｃｉｎｂｃｕｅｏｔｉｈｒｃｒｏｉｎｒｓｓａｃ．Ｆｒｓｒｃ：ｎＮｉａｌｏｔａｒａｏｅｔｔｌｓｒａｅｐｏｅｔｏｅａｓｆｉｓｈｇｅｏｒｓｏｅｉｔｎｅｏｎａｉｏｔｉｅｓｎ，ａｎｗｅｈｏｏｙｆｒｅｅｔｏｅ０ｉｎｉｈｃｒｏｉｎｒｓｓａｃｎＮｉａｌｙｈｓｂｅｅｅｏｅｈｓｒａｏｅｔｃｎｌｇｏｌｃｒｄｐｓｔｇｈｇｏｒｓｏｅｉｔｎｅＺ — ｌａｅｎｄｖｌｐｄ，ｗｈｃａｈｉｏｉｈｈｓｔｅｖｒｕｓｏｗＯｔｉｌｐｒｔｎ，ｓａｌａｈ，ｅｓｏｔｇｐｓｉａｉｎｔ．ｉｅｆｌＣＳ，ｓｍｐｅｏｅａｉｔｏｏｔｂｅｂｔａｙｃａｉａｓｖｔ，ｅｃｎｏＡｎＮｉｌｙｃａｉｇｗａ１ｃｒｄｐｓｔｄｏＺ－ｌｏｔｓｅｅｔｏｅｏｉｎａｏｎｅｔｅｓｒａｅｏ５ｓｅｌａｄｉｓｃｏｓｓｃｉｎｍｏｐｏｏｙ，ｃｍｐｓｔｎａｄｃｒｏｉｎｒｓｓａｃｒｅｔｄｈｕｆｃｆ４ｔｅｎｔｒｓｅｔｒｈｌｇｏｏｏｉｏｎｏｒｓｏｅｉｔｎｅｗｅｅｔｓｅ．Ｔｈｅｕｔｈｗｉｅｒｓｌｓｓｏｔａｈｏｔｎｈｓｏｔｉｅｓｂｉｈｎｍｏｔ，ｗｉｉｅａｄｕｉｏｍｒｓａｓｆｈｔｔｅｃａｉｇｔｕｂａｎｄｉｒｇｔａｄｓｏｈｔｆｎｎｆｒｃｙｔｌ，ｏｉｈｔｅＮｉｓｒｃｉｎｉ１．２ｈｎｗｈｃｈｍａｓｆａｔ４５ｏｓａｄａｔｒｐｓｉａｅｎｆｅａｓｖｔｄ，ｉｏｒｓｏｅｉｔｎｅｉｆｒｈｒｉｒｖｄｔｃｒｏｉｎｒｓｓａｃｓｕｔｅｍｐｏｅ，ｗｉｈｅｔｅｆｃｎｂａｋｐｓｉａｉｎｓｔｔｅｂｓｆｅｔｉｌｃａｓｖｔ．ｈｏ

冷喷涂Zn-Ni复合涂层形貌及性能

ｐｏｓｔ — ｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒｃｏａｔｉｎｇｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｐｏｒｏｓｉｔｙａｎｄｂｏｎｄｉｎｇｓｔｒｅｎｇｔｈｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｎｔｈａｔＺｎ－ＮｉｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｃｏｌｄｓｐｒａｙｅｄｂｙｍｉｘｅｄｐｏｗｄｅｒｓｏｆｓｐｈｅｒｉｃａｌＺｎｐｏｗｄｅｒｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃＮｉｐｏｗｄｅｒｓ
ＴｈｅＥｆｆｅｃｔｏｆＰｒｅ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄＰｏｓｔ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣｏｌｄＳｐｒａｙＺｎ－ＮｉＣｏｍｐｏｓｉｔｅＣｏａｔｉｎｇ
张晓云，石仲川，郭孟秋，陆峰，孙志华，汤智慧，宇波
（北京航空材料研究院，北京１０００９５）
摘要：利用冷喷涂制备了Ｚｎ１５％Ｎｉ复合涂层。应用扫描电镜（ＳＥＭ）、ＥＤＳ和ＸＲＤ对涂层的形貌、成分、孔隙率进行分析，并研究了喷涂前对基体材料进行前处理和喷涂后对涂层进行后处理对涂层形貌、孔隙率和结合强度的影响。结果表明：制备出Ｚｎ一１５％Ｎｉ的复合涂层，涂层主要是以Ｚｎ和Ｎｉ的单质相形式存在，无新的第二相形成，锌和镍均保持了原本的结构；复合涂层致密，孔隙率低、硬度高、结合力好；喷涂前对基体材料进行喷丸后再吹砂的前处理，有利于提高涂层的结合强度；喷涂后对涂层进行喷丸处理，可使涂层平整、致密。

碱性锌酸盐锌镍合金电镀工艺及机理研究

南昌航空大学硕士学位论文碱性锌酸盐锌镍合金电镀工艺及机理研究姓名：吴浩杰申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：杜楠20080501摘要锌镍合金是一种新型防护性镀层，具有极高的耐蚀性和优良的机械性能，极具有发展前景。

本文优选出碱性锌酸盐锌镍合金镀液的添加剂，并通过正交实验优化了锌镍合金电镀工艺参数与镀液配方，系统地研究了电沉积锌镍合金的工艺条件。

重点探讨了阴极电流密度、温度和镀液成分含量对锌镍合金镀层中镍含量的影响规律。

采用x射线衍射仪、扫描电镜和分光光度计等分析仪器和手段，对锌镍合金镀层的成分、微观形貌、相结构和腐蚀产物进行分析和研究。

采用动电位扫描法研究了锌镍合金共沉积电化学行为，并结合交流阻抗谱分析探讨了锌镍合金共沉积类型和机理。

采用了电化学极化曲线、盐水浸泡法和中性盐雾实验法对锌镍合金镀层的耐蚀性进行了研究。

结果表明：（1）在ZnO 12g/L; NaOH 120g/L; NiSO4·6H2O 8g/L; 络合剂ZNA 40mL/L; 酒石酸钾钠 40g/L; 光亮剂6mL/L; T=25℃;D k=2.5A/dm2下，可获得镍含量为12~14wt.%的锌镍合金镀层。

（2）锌镍合金镀层中的镍含量与合金镀液组成及工艺条件有关，其中镀液中锌镍离子浓度比对镀层的镍含量影响最大。

（3）在合金电镀过程中，锌离子的存在和析出，会在阴极表面形成中间产物吸附膜，使镍的还原受阻，所以锌镍合金共沉积表现为异常共沉积。

（4）镍含量不同，相组成不同，耐蚀性也不同。

镍含量<10%的锌镍合金镀层是δ+η相；10-14%主要是δ+x相；14-18%是γ+δ相；>18%是γ+δ+α相。

耐蚀性总体表现为δ+x相优于δ+η相、γ+δ相优于γ+δ+α相。

（5）锌镍合金镀层在腐蚀过程中，由于NiO的存在，使Zn(OH)2转化为ZnO的过程受阻，提高了合金镀层的耐蚀性。

关键字：锌镍合金，电镀，合金共沉积，异常共沉积，耐蚀性ABSTRACTZinc-Nickel alloys are a kind of new and protective coatings and have been developed. The Zn-Ni alloys coatings have a promising future, because of their high corrosion resistance and good mechanical properties. In this paper, Zinc-Nickel alloys electroplating has been realized by adopting new additive, complexant and orthogonal experiments.The new process conditions and solutions of electroplating Zinc-Nickel alloys have been obtained and researched from all aspects. The effects of current dencity, temperature, composition of electroplating solution on the content of Nickel in the deposits were investigatied. The rules of Zinc-Nickel alloy coating component, microcosmic appearance and structure, corrosion products have been analyzed and researched by means of adopting XRD, SEM and spectral photometer. The electrochemical bebavior of the Zn-Ni electroplating has been studied respectively by linear sweep voltammetry and cyclic voltammetry, partial current method and alternating current impedance method. The properties of the Zinc-Nickel alloys corrosion resistance have been researched by the electrochemisty test, NaCl immersion test and the neutral salt spray test. The results show: (1) The Zn-Ni alloys coating which the content of nickel is in 12~14wt.% with highest corrosion resistance has been abtained by ZnO 12g/L; NaOH 120g/L; NiSO4·6H2O 8g/L; Complexing ZNA 40mL/L; Sodium tartrate 40g/L; Brightener 6mL/L; T=25℃; D k=2.5A/dm2. (2) The composition and process could affect the content of nickel in Zn-Ni alloys coatings, the concentration alteration of Zn2+ and Ni2+ in the bath lead to induce alloy nickel content changes. (3) Zn-Ni alloys plating is anomalous codeposition. Zn2+leds to the formation of intermediate production film on the surface of the cathode during codeposition, which could embarrass Ni2+ deposition. (4) Zn-Ni alloys electrodeposits exhibit different alloy phases with different corrosion resistance as a functction of their alloy composition. The diffent phases appeared as the nickel content in the deposits changed, Ni content lower than 10 wt.%, mainlyδ+η; Ni 10-14 wt.%, δ+x; Ni 14-18wt.%, γ+δ; and Ni higher than 18wt.%, γ+δ+α. Corrosion resistance capability isδ+x>γ+δ\δ+η>γ+δ+α. (5) Zn-Ni alloy coatings are of much better corrosion resistance, because of NiO, The process of Zn (OH)2 converting to ZnO is hindered, so the corrosion resistance of the coatings is improved.Key Words:Zinc-Nickel alloys, electroplating, alloy electrodeposition, anomalous codeposition, corrosion resistance南昌航空大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是我个人在导师指导下，在南昌航空大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。

汽车用锌镍合金电镀现状及研究进展

汽车用锌镍合金电镀现状及研究进展
锌镍合金电镀工艺是当今最常用的汽车电镀工艺之一，它具有优异的耐腐蚀性能、优良的涂膜外观和流畅的涂膜接触性。

电镀锌镍合金可以用于装饰汽车外观以及汽车零部件的表面处理，大大提高了汽车的外观品质和使用性能。

在传统的汽车电镀工艺中，主要采用化学浸渍工艺对汽车部件进行电镀，由于该工艺依赖于化学活性，维护比较复杂，精度较低。

而采用锌镍合金电镀的汽车部件，由于采用电场侵蚀效率高，具有良好的电镀涂层结构，均匀耐蚀性好，涂层抗拉强度高，可以满足汽车高标准的要求。

锌镍合金电镀在汽车表面处理工艺中的应用，能够大大提高汽车外表面的抗腐蚀性和耐磨性，提高汽车的内外观，以及汽车的使用寿命和使用效果。

应用锌镍合金电镀技术，可以生产出表面光洁度高、耐蚀性强、耐磨性好的汽车零部件，从而大大提高了汽车的整体质量。

锌镍合金电镀的研究也日趋深入，为了提高汽车电镀产品的品质，研究人员正在采用多种方法来研究电镀涂层的特性，如涂膜厚度、抗蚀性能和表面粗糙度等，以便满足汽车表面处理的高要求。

例如，研究人员正在利用激光诱导击穿技术(LIPS)对电镀锌镍合金涂层进行
表面处理，以增强涂层的表面粗糙度和抗蚀性能。

此外，锌镍合金的电镀层还可以经过热处理、降解处理和阳极氧化处理等来改善涂层的质量和性能。

以上是关于汽车用锌镍合金电镀的现状及研究进展的综述，它已
经成为汽车表面处理的重要工艺，为汽车制造带来了极大的改进。

由于国内外汽车行业的快速发展，预计未来针对汽车用锌镍合金电镀技术的研究将不断深入，这将为汽车表面处理提供更多的可能性。

总离子浓度对酸性液电镀Zn-Ni合金质量的影响

科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFO RM TI ON2008N O .28SCI ENC E &TECH NOLOG Y I N FOR M A TI ON高新技术随着科学技术和现代工业的发展,对防护性镀层的质量的要求也越来越高,传统的电镀锌层已经不能完全满足要求。

电镀锌合金的种类有锌镍合金、锌铁合金、锌铬合金、锌锰合金、锌锡合金、锌钴合金、锌钴磷合金等。

而近十多年来,锌镍合金镀层以其优异的耐腐蚀性能越来越受到人们的重视,锌镍合金镀层的耐腐蚀性可达纯锌镀层的3～10倍,几乎不存在氢脆,且焊接性能良好。

该镀层可广泛应用于国防、军事、汽车、海洋船舶、输电等耐腐蚀性要求较高的工业。

通过添加光亮剂可直接镀出光亮的锌镍镀层,可使锌镍合金镀层取代镉镀层。

锌镍合金电镀技术已为上海大众和通用汽车进行配套服务,为汽车零部件电镀锌镍合金。

该镀层还适合在恶劣的工业大气和严酷的海洋环境中使用。

镍质量分数在7%～9%的锌镍合金耐腐蚀性是锌镀层的3倍以上;含镍13%左右的锌镍合金是锌镀层的5倍以上[1]。

1实验材料及方法1.1试剂、实验仪器与工艺条件试剂：香草醛,苯甲酸钠,十二烷基硫酸钠;Ni SO 46H 2O,ZnCl 2,HBO 3,NH 4Cl工艺条件：镀液温度：40℃;镀液P H 值：5.0;电流密度：2.0A/dm 2。

实验仪器：电子分析天平,数显恒温水浴槽,恒温电子搅拌器,200m l 烧杯,直流稳压电源,精密P H 试纸,恒温鼓风干燥箱,E DAX 能谱仪,剪刀,游标卡尺,温度计,玻璃棒。

1.2实验分组镀液中的总离子浓度即指锌离子和镍离子的总浓度。

总离子浓度一般控制在(0.9～1.2)mol /L,在保证镀层质量的前提下,尽量采用高含量,以提高电流密度,提高生产率。

但含量过高,阴极极化作用减小,镀层结晶粗糙;含量过低,允许电流密度降低,电沉积速度降低,而且镀层呈暗灰色。