电流密度对镀锰层结构及性能的影响

关键 词 ： 电沉 积 ；镀锰层 ；电流 密度
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｍ ａｎｇａｎｅｓｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｏｎ ｎｉｃｋｅｌ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｂｙ ｅ１ｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ．
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍ ａｎｇａｎｅｓｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｗ ｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．
ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｗａｓ ５ ０６０ Ｍ Ｐａ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｗａｓ ７．３１１×
１０ Ａ／ｃｍ ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｍａｎｇａｎｅｓｅ ｃｏａｔｉｎｇ；ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ
并 用滤 纸过 滤除 去其 中 的杂质 。
１．４ 检 测 方 法
１．４．１ 电流 效率
利 用法 拉第 公式计 算 电流 效率 ｌ ＿７ｊ：
叼叩一一 —面Ａ ｍ；Ｆ Ｚ × １１００００￣／ Ｙ／ｏ
（ Ｌ １）
式 中 ：卵为 电流效 率 ，％ ；△ 为 电镀 前后 试样 增 加 的 质量 ，ｇ；Ｆ为 法 拉 第 常数 ，９６ ５００ Ｃ／ｍｏｌ；Ｚ为 反 应 过程 中得 失 电子 数 ，本 实 验 中 Ｚ一 ２； 为 电流 ，Ａ； ｔ为施 镀 时间 ，Ｓ；Ｍ 为锰 的相对 原子 质 量 ，取 ５４．９４。 １．４．２ 结 构
中 图 分 类 号 ：ＴＱ １５３
文 献 标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１０００—４７４２（２０１６）０３—００１３－０３
。 前 言
镀 镍层 是 常见 的 防 护一装 饰 性 镀 层ｌ１。］。然 而 ， 随着社 会 的飞速 发展 ，单 一 的镀 镍 技术 已不 能 满 足 产 品高 性能 、多功 能 的要 求 ］。镀锰 层是 一 种环 境 友 好 型 材 料 。 陈 国 良 等［６］研 究 了 锰 对 Ｔｉ一４５Ａ１— １０Ｎｂ合 金 组 织 和 性 能 的 影 响 。结 果 表 明 ：锰 能 够 促 进 Ｔｉ一４５Ａ１—１０Ｎｂ合 金 的再 结 晶过程 ，并改 善其 力 学 性能 。Ｎｉ—Ｍｎ合 金是 潜 在 的牺 牲 性 镀 层 ，可 以代 替镉 保 护钢铁 和铜 材减少 腐蚀 。 目前 主要采 用粉末 冶 金方 法制 备 Ｎｉ—Ｍｎ合 金 。本 文采 用 无 硒 电解 制 备锰 的方法 ，将 廉价 的石 墨作 为 阳极 材料 ，在 不含 添 加 剂 的 ＭｎＳＯ ＋ （ＮＨ ）。ＳＯ 体 系 中 电 沉 积 锰 （其 中 ＭｎＳＯ 是主盐 ），并 探 讨 了 电流 密度 对 镀 锰层 结 构及 性 能 的影 响 。
马 超 ， 朱 承飞 ， 姚 力 军 。 瞿 澄 （南京 工业 大 学 材料 科 学与 工程 学院 ，江苏 南京 ２１０００９） ＭＡ Ｃｈａｏ， ＺＨＵ Ｃｈｅｎｇ－ｆｅｉ， ＹＡＯ Ｌｉ－ｊｕｎ， ＱＵ Ｃｈｅｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００９，Ｃｈｉｎａ）
摘要 ： 采用 电沉积 方 法在 镍基 体表 面制 备镀锰 层 。研 究 了 电流 密度 对镀锰 层 结构及 性 能 的影响 。 结果 表 明 ：当电流 密度 为 ６ Ａ／ｄｉ ｎ 时 ，电流效 率达 到 ６７．６１ ，所得镀 锰 层 的表 面 形 貌和 晶体 结 构
均 较 好 ，硬 度 为 ５ ０６０ ＭＰａ，自腐 蚀 电 流 密 度 为 ７．３１１×１０ Ａ／ｃｍ 。
Ｌ ２ 电 由一 水 洗一 酸洗 活化
— — 水 洗——＋电镀锰——＋水洗— 一 吹 干
１．３ 镀 液 配 方 及 工 艺 条 件
一 水合 硫酸 锰 １Ｏ４～１１０ ｇ／Ｌ，硫 酸铵 １２０～１３６ ｇ／Ｌ，ｐＨ 值 ７，电流密度 ２～ １６ Ａ／ｄｍ ，温度 ２５℃ ，
时间 ２０ ｍｉｎ。用 氨水 和 稀硫 酸调 节 镀 液 的 ｐＨ 值 ，
１ 实 验
１．１ 实 验 材 料 阴极采 用纯 度 为 ９９．９９％的 镍 片 （由无 锡 市 博
力合 金 科 技 有 限 公 司 提 供 ），工 作 电 极 的 尺 寸 为 ２５ ｍｍＸ ５０ ｍｍ（单面 ），其余 部 分用 涂料 封 装绝 缘 。 阳极采 用纯度 为 ９９ ９／６的高纯 石 墨板 。
２．４ 硬 度 图 ４为 不 同电流密 度下所 得镀 锰层 的硬 度 。 由
Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ， ｗｈｅｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｗａｓ ６ Ａ／ｄｍ。， ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｒｅａｃｈ ｔｏ
６ ７．６ １ ． Ａｎｄ ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｍ ａｎｇａｎｅｓｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｗｉｔｈ ｐｒｅｆｅｒａｂｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ
２０１６年 ５月
电 镀 与 环 保
第 ３６卷第 ３期 （总第 ２０９期） · １３ ·
电 流 密 度 对 镀 锰 层 结 构 及 性 能 的 影 响
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｍ ａｎｇａｎｅｓｅ Ｃｏａｔｉｎｇ
采 用 日本理 学公 司 生产 的 Ｄｍａｘ／ＲＢ型 Ｘ射线 衍 射仪 （ＣｕＫａ）分 析 镀 锰层 的结 构 ，电压 ４０．０ ｋＶ， 电流 ３０．０ ｍＡ，扫 描 速 率 ５ （。）／ｒ ａｉｎ，扫 描 区 间
１０ 。～ ９０ 。
２０１６年总第 ２０９期） · １５ ·