稀土元素在电镀中的应用分析

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稀土元素在高性能涂层中的应用

稀土元素在高性能涂层中的应用

稀土元素在高性能涂层中的应用嘿,咱今天来聊聊一个挺有意思的话题——稀土元素在高性能涂层中的应用。

你知道吗,稀土元素就像是一群隐藏在化学世界里的“超级英雄”,它们在高性能涂层这个领域里可是发挥着巨大的作用呢!先来说说什么是高性能涂层吧。

比如说,咱们日常用的手机外壳,那上面亮晶晶、耐磨又好看的涂层,或者是汽车表面那层能抗刮擦、防腐蚀的涂层,都属于高性能涂层的范畴。

稀土元素能加入到这些涂层里,那效果可真是不一般。

就拿钕元素来说吧,它能让涂层的硬度大大提高。

想象一下,你有一部手机,不小心和钥匙啥的放在一起摩擦摩擦,要是没有这含钕的高性能涂层保护,估计屏幕早就花得不成样子啦。

有一次我去一个工厂参观,正好看到他们在研发一种新的高性能涂层。

工程师们在实验室里忙前忙后,各种仪器设备嗡嗡作响。

我注意到一个年轻的工程师,他眉头紧皱,对着一份实验数据苦思冥想。

原来啊,他们在尝试加入不同比例的稀土元素来优化涂层的性能,可是实验结果总是不太理想。

经过反复的尝试和调整,最终当他们找到了那个“黄金比例”时,所有人都欢呼起来。

那一刻,我深深感受到了稀土元素在高性能涂层研发中的不容易,也看到了科研人员的坚持和努力。

再比如说铈元素,它可以增强涂层的抗氧化性能。

这就好比给涂层穿上了一层“防护服”,让它在各种恶劣环境下都能“坚守岗位”,不易老化变质。

稀土元素在高性能涂层中的应用,不仅提升了产品的质量和使用寿命,还为我们的生活带来了很多便利。

比如说,一些户外的金属设施,像公园里的健身器材,如果有了含稀土元素的高性能涂层保护,就能经受住风吹雨打,长时间保持良好的状态,咱们使用起来也更安全、更放心。

而且啊,随着科技的不断进步,稀土元素在高性能涂层中的应用还在不断拓展和创新。

未来,说不定会有更多神奇的高性能涂层出现,让我们的生活变得更加美好。

总之,稀土元素在高性能涂层中的应用,真的是一个充满惊喜和潜力的领域。

相信在未来,它们还会继续发挥更大的作用,为我们创造更多的可能!。

稀土元素在电镀中的应用分析

稀土元素在电镀中的应用分析

稀土在电镀中的应用摘要:稀土在材料科学领域中受到各国科学工作者的极大关注,尤其在电镀中发挥了特殊作用,在镀锌及锌基合金、镀钴合金、镀铝合金、镀镍铁合金中主要有改善镀层性能、改进工艺条件、改善镀液性能、提高经济效益几个方面的作用。

稀土对电镀金刚石工具的作用很大,提高镀液的深度能力、提高镀层耐磨性,从而提高工具的切削性能。

为了更加有效开发利用稀土资源,开拓新的稀土功能镀层研究是势在必行的。

关键词:稀土;电镀;应用稀土元素包括原子序数从57到71的15个镧系元素:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及与镧系元素在化学性质上相似的钪和钇,共17个元素。

稀土元素独特的4f层电子结构和化学性能使得稀土金属或合金具有独特的功能:高催化活性、高磁性、超导性、光电转化、光磁记忆、高储氢量、耐蚀耐磨等,使稀土及其化合物在材料科学领域中的应用越来越广泛,成为发展现代科学技术不可缺少的功能材料,是材料科学领域中的一个热门研究课题,受到各国科学工作者的极大关注。

早期开发的镀铬稀土添加剂主要是铈、镧等单一稀土的简单盐类,近年来稀土镀铬添加剂的研究又前进了一大步,开发出了多种稀土复合添加剂。

尤其是稀土在电沉积过程中的研究及应用正日趋深入。

在电镀溶液中加入少量的稀土化合物后,可以改善镀液的分散能力和深镀能力,提高电镀的电流效率,增加镀层的硬度和耐蚀性能等。

不仅性能上有了大幅度提高,而且已由试验转入了大批量的工业生产,形成了系列产品。

通过多年的生产实践表明,这是一项低温、低电耗、低成本、低污染、高质量、高稳定性、高效率,经济效益显著的新工艺。

研究结果表明,镀铬技术中添加稀土主要有以下几个方面的作用:改善镀层性能、改进工艺条件、改善镀液性能、提高经济效益。

稀土在镀锌及锌基合金中的应用研究也比较成功。

微量的稀土加入镀液可使镀层晶粒细小、均匀、致密,从而提高镀锌层的耐蚀性能。

在锌镍合金电镀中,加入少量(小于1.0g/L)硫酸铈可以提高镀液的电流效率,使镀层中的含镍量有所提高,铈还有利于提高锌镍合金的阴极极化值,含铈的镀层在高温高压的盐水中具有优良的耐腐蚀性能。

稀土元素在发光材料中的应用

稀土元素在发光材料中的应用

稀土元素在发光材料中的应用一、引言稀土元素是指地壳中含量较少的一类金属元素,包括镧系、钪系、钫系和铕系元素。

这些元素在自然界中分布稀少,但却在发光材料、催化剂、磁性材料等领域表现出卓越的性能,其中在发光材料中的应用尤为突出。

本文将就稀土元素在发光材料中的应用进行深入探讨。

二、稀土元素的特性稀土元素具有较宽的4f电子能级、较强的光吸收和发射能力,以及丰富的能级结构。

这些特性赋予稀土元素在发光材料中优异的发光性能。

此外,稀土元素的化学性质活泼,易于形成多种化合物,使其在发光材料中具有广泛的应用前景。

三、稀土元素在LED领域的应用随着LED技术的飞速发展,稀土元素在LED领域的应用也变得愈发重要。

例如,铯铷镧钼绿色荧光体可用于制备高亮度的绿光LED,镧钒氧化物则可用于制备红光LED,而氧化铈则可增强LED的稳定性和光电转换效率。

稀土元素的加入不仅拓宽了LED的发光波长范围,还提高了LED的发光效率和稳定性。

四、稀土元素在荧光粉领域的应用稀土元素的发射光谱范围广泛,且可调谐,使其在荧光粉领域具有巨大的应用潜力。

例如,铕离子可发出红光,铽离子可发出蓝光,镨离子可发出绿光,它们的荧光性能优异,可用于制备高亮度的荧光体和荧光标记剂。

此外,稀土元素的发光机制独特,可用于设计和制备具有特定发光特性的荧光粉材料。

五、稀土元素在激光材料领域的应用稀土元素在激光材料领域的应用也备受关注。

例如,钇铝石榴石晶体中掺杂少量铒离子可产生红外激光,铽离子可产生绿光激光,钇钨酸盐晶体中掺杂三价镱离子可产生蓝光激光。

这些激光材料具有较高的光学性能和热学性能,可用于制备稳定、高效的激光器件。

六、稀土元素在发光材料中的未来发展随着科学技术的不断进步,稀土元素在发光材料中的应用前景将更加广阔。

未来,可以通过控制稀土元素的配位环境、晶体结构和掺杂浓度来优化发光材料的性能。

同时,可以开发新型的稀土元素化合物,如钡钙钛矿结构的发光材料、尖晶石结构的发光材料等,以提高发光材料的发光效率和发光稳定性。

稀土元素在热镀锌中的应用及研究进展

稀土元素在热镀锌中的应用及研究进展
高 了 2 . 、2 5 和 6 . 。 7 8 6 . 49
ห้องสมุดไป่ตู้
1 6 , 与 Al Z . 5Y 和 n的电负性 差 值决 定 了 Y更 易 与 其形 成 高熔点 的化 合物 , Y 在 晶 内以粒 状 化 合 物 使
形式 析 出 , 图 2 示 。Y 和 A1Z 如 所 、 n等形 成 的硬度 和热 硬性 较 高的成 分 复 杂 化 合 物 , 布 于 晶 界 和 枝 分 晶 问 , 够 降低 晶 界 能 和 相 界 能 , 高 界 面 的结 合 能 提 力, 降低蠕 变过 程 中裂纹 和 形核 的扩 展速 率 , 有效地
摘 要 : 综述 了稀 土在 热镀 锌 中的 应 用及 研 究进展 , 包括 稀 土元 素 对镀 锌 层 的 耐腐 蚀 性 能 、 对镀 层作
用及 稀 土添加 量 方 面的研 究 , 并指 出了稀 土在 热镀 锌 行业 中发展 趋 势 。
关键 词 : 土 ; 镀 锌 ; 究现 状 ; 用 稀 热 研 应 中 图 分 类 号 : G 1 4 4 T 7. 4 文 献标 志码 : A
App i a i n a s a c ng Pr g e s of Ra e Ea t n Zi a i l c to nd Re e r hi o r s r r h i nc Co tng
W A N G Sha l ng KA N G we , I N e we , o o , Li i T A W i i ZH AN G Che n
学技术 和 现代 工业 的发 展 , 们 对 热 镀 锌层 的性 能 人
有 了更 高 的要 求 。 由 于 锌 在 潮 湿 环 境 中易 发 生 腐
蚀 , 锌 层 表 面往 往 需 要 钝 化 处理 , 镀 以提 高 其 耐 腐

稀土添加剂在镀液中的作用

稀土添加剂在镀液中的作用

稀土添加剂在镀液中的作用
1.稀土作为镀镍添加剂是不久前的事,试验发现在普通镀镍溶液中或光亮镀镍溶液中加入少量稀土,能改善镍镀层的结晶,使结构紧密,晶格细化,4孔隙率降低,抗腐蚀性能提高。

这方面天津大学作了不少试验,并有专门文章介绍。

使稀土产业化的国内最具代表性的当数江苏技术研究所。

他们研制的998A稀土技术研究所。

他们研制的998A稀土加剂有着较好的效果。

加入镀液后,具有如下作用: 1)镀层结晶细化致密,孔隙率降低了10%左右。

2)耐蚀性比不加稀土的提高了1-2级。

3)镍镀层硬度提高了30%左右4)镀液的整平性和覆盖能力都有不高。

5)镀液的温度、浓度和电流密度等工艺范深圳电镀设备围变宽了。

6)镀液对杂质的容忍度增大了。

2.稀土添加剂在镀镍溶液中的勺使用方法:首先将998A稀土添右加剂用1 0倍水溶解,由于稀土溶解度较小,还有部分稀土可能未完全溶解,在这种情况下加入到镍镀溶液中去会使镍镀层产生在这种情况下加入到镍镀溶液中去乏会使镍锻压广:i毛刺,因此加入前要进行过滤,然后均匀地加入釗各类镀镍溶液中。

稀土在热镀锌行业中的应用及发展

稀土在热镀锌行业中的应用及发展

特殊要求的专用热镀锌合金 层 ,成 了 目前 研究热镀锌 的两大
重点方向。
年 , 天津第 四金属制 品厂 和包 头稀土研究 院 , 原 根据 国外 有关 C l n专利 的介绍 , 过 3年研 制 , 国内率 先将这一合 金热 aa f 经 在
镀 锌技术应用 于机编 网围栏钢 丝生产 中, 并于 18 年通 过了 99
等, 也提 出了更高 的要求 。 研究和开发低成本 、 低能耗 、 高性 能
以及环保健康 的热镀锌新工 艺 , 以及 开发具有独特性 能、 足 满
合金 , 对热 镀锌镀 层各项 性能 的影 响 , 于 18 并 9 6年成功 开发 了 Z 一 .A一 镀层钢丝 和钢绞线 工艺方法 r n 02 1R E 7 l 。随后 的 18 96
层— C ln镀 层 闱 aa l 。
18 9 2年 , 国的 Fe 法 i M公 司实现了钢丝热镀 G l n 层的 aa 镀 f
工业化生产 。该镀层成 型性 、 耐腐蚀性 、 附着性等均 较传 统热
镀锌层好 , 镀层致 密均 匀 , 雾试验及 S 氛试验结果 均显 盐 O气
杜鹏翔等研 究了稀土元素对 热浸镀 5 %A - n合金 的影 5 IZ 响【 研究表 明 , , 在热 浸镀 5 5%A - n合金 时 , IZ 加入 01%的稀 . 土元素 , 稀土元素 富集 在镀液表层 , 对镀 液起到 了较好 的保 护 作用 , 防止和减少镀液 氧化 , 善镀层表 面性 能 ; 改 同时 , 镀层 中
耐蚀性 ,n m— E Mg z — R — 合金镀层 的耐蚀性是纯 z n的 2 倍 。 ~3
关于稀 土在热 镀锌行业 中的应用 ,最早是 由国际铅锌研
究组织 (L R ) Li Iz 0 与 eg e冶金研 究 中心( R 开始研 究 , C M) 并于 18 9 0年研究 成功 了 z 5% A —0o % R n一 1 .5 E热镀 锌铝 稀 土镀

稀土材料的抗腐蚀性能研究及应用

稀土材料的抗腐蚀性能研究及应用

稀土材料的抗腐蚀性能研究及应用引言腐蚀是物质与环境中的其他物质相互作用导致材料表面损坏的一种常见现象。

由于腐蚀引起的材料损失对于工业生产和设备使用都具有重要的影响,因此研究抗腐蚀材料具有重要的实际意义。

稀土材料因其独特的物理化学性质和优秀的抗腐蚀性能,成为近年来抗腐蚀领域的研究热点之一。

本文将从稀土材料抗腐蚀性能的研究方法、影响腐蚀性能的因素和应用方面进行探讨。

稀土材料抗腐蚀性能的研究方法初步研究表明,稀土材料具有出色的抗腐蚀性能,但要全面了解其抗腐蚀性能,需要采用一系列的研究方法。

以下是常用的几种研究方法:1.电化学测试:电化学测试可以通过测量稀土材料在不同电位下的电流来评估其抗腐蚀性能。

例如,通过极化曲线测试可以得到材料的腐蚀速率和临界腐蚀电位等参数。

2.腐蚀试验:腐蚀试验是评估材料抗腐蚀性能的常用方法。

例如,可以利用酸溶液、碱溶液或盐溶液对稀土材料进行浸泡实验,观察材料的腐蚀状况。

3.表面分析:通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)等表面分析技术,可以观察稀土材料表面的微观结构和成分分布,从而得到关于抗腐蚀性能的信息。

4.材料力学性能测试:稀土材料的力学性能与其抗腐蚀性能密切相关。

通过拉伸强度、硬度等力学性能测试,可以间接评估材料的抗腐蚀性能。

影响腐蚀性能的因素稀土材料的抗腐蚀性能受多个因素的影响。

以下是影响稀土材料抗腐蚀性能的几个重要因素:1.化学成分:稀土材料的化学成分可以影响其抗腐蚀性能。

一些稀土元素具有良好的抗腐蚀性能,相应的材料也具有较好的抗腐蚀能力。

2.微观结构:材料的微观结构与其抗腐蚀性能密切相关。

稀土材料的晶粒尺寸、晶界等微观结构特征会影响到腐蚀物质对材料的侵蚀程度。

3.表面处理:采用适当的表面处理方法可以改善稀土材料的抗腐蚀性能。

例如,通过阳极氧化、电镀或涂层等表面处理技术可以提高稀土材料的耐蚀性。

4.环境条件:环境因素也对稀土材料的抗腐蚀性能产生重要影响。

例如,腐蚀介质的温度、浓度等参数都会影响腐蚀速率和传质过程。

稀土对化学镀镍镀速

稀土对化学镀镍镀速

稀土对化学镀镍镀速、镀液稳定性及镍磷层微观结构的影响摘要本文主要研究在以次磷酸盐为还原体系的酸性化学镀镍液中,添加稀土元素(RE)对化学镀镍的沉积速率,镀液稳定性以及化学镀镍磷(EN)层微观结构的影响。

通过电子扫描显微镜检测镀层表面外观和微观结构,通过X射线衍射光谱仪进行镀层元素分析。

由此表明,稀土元素可以减小晶粒尺寸和改进的镀层微观结构。

通过石英晶体微天平(QCM)称重法估测Ni-P化学镀层的沉积速率。

结果显示,随着稀土量(最佳浓度之前)的增加,镀速随之增大。

利用稳定性试验方法来确定RE 对镀液的稳定性的稳定化效果。

结果发现,添加稀土显著改善钯在EN浴中的稳定性。

关键字:化学镀镍,稀土元素,沉积速率,镀液稳定,石英晶体微前言从化学镍或自催化镍的发现,它已被广泛应用于电子,机械,汽车,航空航天等行业[1,2]。

具有优良的性质如非磁性,低内应力和高耐腐蚀性,镍-磷合金涂层具有高磷含量也一直是计算机硬盘的重要底层[3]。

稀土元素有许多特殊的性质,如磁、光、电和储氢性能,并已在许多领域,如已成功地用于冶金,电子和化工[4,5]。

研究人员发现,稀土元素可以影响Cr,Ni和Cu电镀工艺镀液中的某些参数如沉积速率和镀液稳定性[6-10]。

另据报导,这些元素还可提高合金机械性能,如拉伸强度,韧性和抗疲劳性,如Al-Li和Al–Si合金[11]。

在本研究中,稀土元素的添加(RE)影响了酸性次磷酸盐镀液的性质,由此产生了对化学镀Ni-P层进行研究。

本人发现,除了稀土元素可以增加镀速和镀液稳定性,并使镀层结晶颗粒细化。

2 实验细节2.1 材料和试剂使用抛光低碳钢试片作试样。

实验中使用的化学品,均为分析纯,并没有进过任何纯化。

所使用的EN镀液配方及工艺参数见表2.1。

选用甘氨酸,柠檬酸组合成的双络合体系[12]。

电镀液的初始pH 值是用稀NaOH 溶液调节至4.5±0.1。

使用去离子水清洗玻璃器皿。

使用数字控制恒温器(Memert )控制镀液温度为85±1℃(大气环境下)。

稀土材料在电器工业中的应用研究进展

稀土材料在电器工业中的应用研究进展

稀土材料在电器工业中的应用研究进展引言稀土材料是指由稀土元素组成的材料,具有独特的物理和化学特性。

随着电器工业的快速发展,稀土材料在电器工业中的应用也日益广泛。

本文将探讨稀土材料在电器工业中的应用研究进展,并重点介绍其在电子器件和照明领域中的应用。

稀土材料在电子器件中的应用稀土永磁材料稀土永磁材料是目前应用最广泛的一种稀土材料,在电子器件中起着重要的作用。

由于稀土永磁材料具有高能量积、高矫顽力和高磁化强度等特点,使其成为制造小型化和高性能电动机、发电机、变压器等设备的理想材料。

稀土发光材料稀土发光材料能够将电能转化为可见光,广泛应用于显示器件、照明和光通信等领域。

其中,钆铝石榴石、钇铝石榴石等稀土发光材料在LED照明中起着重要的作用。

稀土发光材料的应用有效提高了LED的亮度和色彩还原度,使LED成为一种高效、节能的照明方式。

稀土薄膜材料稀土薄膜材料具有优异的电学和磁学性能,广泛应用于微电子器件的制备过程中。

稀土薄膜材料的应用可以提高电子器件的工作稳定性和性能。

例如,稀土钴合金薄膜广泛应用于磁存储器件中,有效提高了存储器的存储密度和读写速度。

稀土材料在照明领域中的应用稀土磷光粉稀土磷光粉是一种能够发出可见光的粉末材料,广泛应用于荧光灯、白炽灯、荧光显示屏等照明设备中。

稀土磷光粉的应用可以提高照明设备的亮度和色彩还原度,使得照明效果更加明亮和真实。

稀土荧光粉稀土荧光粉是一种能够将电能转化为可见光的粉末材料,广泛应用于LED照明和显示设备中。

稀土荧光粉的应用可以提高LED的亮度和色彩还原度,使得LED 成为一种高效、节能的照明和显示方式。

稀土发光二极管稀土发光二极管结合了稀土发光材料和半导体材料的特点,具有较高的发光效率和长寿命。

稀土发光二极管广泛应用于室内照明、汽车照明和户外显示屏等领域,取代了传统的照明和显示设备。

结论稀土材料在电器工业中的应用研究取得了显著的进展。

稀土永磁材料在电子器件中起着重要作用,提高了电动机和发电机的性能;稀土发光材料在照明领域中应用广泛,提高了LED的亮度和色彩还原度。

稀土元素在电子材料中的应用研究

稀土元素在电子材料中的应用研究

稀土元素在电子材料中的应用研究当今社会,电子行业得到了快速的发展和普及,而稀土元素则成为了电子行业中必不可少的一部分。

稀土元素,也称为稀土金属,是一组由15个化学元素组成的元素。

这些元素具有较强的磁性、反腐蚀性、导电性和光学性质,因此被应用到了许多电子领域中。

1. 稀土元素在磁性材料中的应用稀土元素具有强大的磁性,因此在制造磁性材料时被广泛应用。

举个例子,稀土元素钕(Nd)被用来制造钕铁硼永磁材料。

这种材料具有高磁性能和高稳定性,用于制造各种电子器件中的永磁电机。

同时,钕铁硼永磁材料还被广泛应用于电动车、电机和洗衣机等领域,优异的性能推动了这些领域的发展。

除此之外,稀土元素氧化物也可以作为磁性材料的添加剂。

上世纪90年代,铁、镍和铝通过溅射法制造的芯片磁盘便使用了稀土元素钆(Gd),以提高磁性能。

另一方面,镧系金属中的铁、钴、镍和锂等元素可以制成逆转比较表和稀土储储射击。

2. 稀土元素在光电材料中的应用稀土元素有很好的发光性能,因此在光电材料制造中被广泛使用。

举个例子,稀土元素钆和铕(Eu)可制成LED发光材料。

这种材料的发光需要电流的激励,发光时间长,辐射光谱具有可调性和鲜艳度,使得LED发光效果越来越受到人们的欢迎。

此外,稀土元素还可应用于高分子有机发光材料,例如稀土钕配合物可以制成有机电致发光材料。

为证明其发光性能,还可以制成各种LED亮度效果强、光谱纯净的低电流耗材料。

3. 稀土元素在电容材料中的应用稀土元素在制造电容材料中也有广泛的应用。

稀土元素氧化物是高介电材料,而且可以用于制造陶瓷电容器和薄膜电容器。

例如:氧化镝(Dy2O3)和氧化镨(Pr6O11) 在电容材料中有很好的应用。

当然,稀土元素还有许多其他的应用,例如:制成金属陶瓷材料和保偏器材料等。

在电子行业中,稀土元素的应用不断地向更高的层次发展,推动了电子行业的快速进步。

总之,稀土元素作为电子领域的一种重要材料,其应用不仅在磁性、光电、电容等方面都有着广泛而深入的应用,同时也推动了电子行业不断向前的进步。

稀土元素在光电材料中的作用

稀土元素在光电材料中的作用

稀土元素在光电材料中的作用稀土元素,这几个字听起来是不是有点神秘?其实啊,它们在咱们生活中的作用可大着呢,尤其是在光电材料这个领域。

我记得有一次,我去参加一个科技展览。

在那里,我看到了各种各样新奇的光电产品,其中有一块巨大的显示屏,色彩鲜艳得让人惊叹。

工作人员介绍说,这显示屏能有这么出色的表现,稀土元素在其中可是功不可没。

那到底稀土元素在光电材料中扮演了什么样的角色呢?咱们先来说说发光这一块。

稀土元素就像是一群神奇的小精灵,它们具有非常独特的电子结构,这使得它们能够在吸收能量后,发出各种鲜艳而纯净的光。

比如说,铕元素能发出鲜艳的红色光,铽元素则能产生明亮的绿色光。

把这些稀土元素添加到光电材料里,就好像给材料注入了灵魂,让它们能够焕发出迷人的光彩。

再来讲讲提高光电转换效率这方面。

咱们现在都追求高效节能的光电设备,稀土元素在这当中就起到了关键的作用。

以太阳能电池为例,在制造过程中加入适量的稀土元素,就能够增强对太阳光的吸收和转换能力,大大提高电池的效率。

想象一下,未来我们的太阳能板因为稀土元素的加入,能够更高效地收集阳光,为我们的生活提供更多的清洁能源,那该有多棒!而且啊,稀土元素还能增强光电材料的稳定性。

光电材料在使用过程中,经常会受到温度、湿度等环境因素的影响。

但有了稀土元素的“守护”,这些材料就像是穿上了一层坚固的铠甲,能够更好地抵抗外界的干扰,延长使用寿命。

就拿我们日常使用的节能灯来说,里面就添加了稀土元素。

过去那种老式的白炽灯泡,又费电又不耐用。

现在的节能灯,不仅省电,而且灯光柔和又明亮,这其中就有稀土元素的一份功劳。

在一些高端的显示技术中,比如 OLED 显示屏,稀土元素的作用更是不可替代。

它们能够提升显示屏的对比度和色彩饱和度,让我们在观看视频、图片时享受到更加逼真的视觉效果。

总之,稀土元素在光电材料中的作用真的是太重要了。

它们就像是幕后的英雄,默默地为我们带来更加精彩的光电世界。

回想那次科技展览,我深深感受到了稀土元素的神奇魅力。

稀土元素对热镀铝锌镀层的影响研究

稀土元素对热镀铝锌镀层的影响研究

众所 周知 ,迄 今为 止金属 防护 的有 效且 经济 的 方法 是采 用热 镀锌 涂层 。近年 来 ,随着 世界 经济 的 快速 发展 ,尤 其是 家 电 、汽 车及建 筑业 的发 展 ,致
使相 关行 业对 镀锌 板 的需求激 增 ,与此 同 时 ,受 环
冷 连 轧 后 硬 板 由 某 冷 轧 厂 提 供 , 钢 种 为 D X 5 1 D+A Z,厚度 为 0 . 8 m m、1 . 9 m m。剪切 加 工
徐远志
稀 土 元 素 对 热 镀 铝 锌 镀 层 的影 响 研 究
t / ℃
2 . 2 A l —Z n—S i —R e锭酉 己 制
将 A l —z n— S i 、A 1 一S i 、A 1 一z n—S i —R e及 纯
的热 镀铝 锌板 无论 是在 表 面质量 、加 工成 型性 ,还 是在 耐腐 蚀性 等 方 面均 不 能 满 足上 述 行 业 的要求 。
针对 上 述现状 ,本 文对 热镀 铝锌 合金 中添 加稀 土元
素 对镀 层 的性 能 影响进 行 了研究 ,结 果表 明 ,添 加
稀 土后 改善 了铝锌 合金 镀层 的性 能 ,继 而 为该类 产 品使 用领 域 的扩 大也提 供 了途径 。
成 如 图 1所 示 试 样 ( 以适 应 热 浸镀 模 拟试 验 装 置 镀 锅尺寸 ) 。
保 的制约 和降 低生 产成本 的需 要亦 对板 材 的质量 提 出了更 为苛刻 的要 求 。家 电 、汽 车配件 和 中高档 建 筑 等行业 对加 工成 型性 和 耐腐蚀 性要 求较 高 ,现 有
o f AI - Zn h o t d i p s h e e t ;t h e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h e o v e r a l l pe f r o r ma n c e o f A1 一 Z n c o a t i n g s h e e t i s i mp r o v e d b y a d d i t i o n o f r a r e e a r t h e l e - me n t ,wh i c h s u p p l y t h e q u a l i t y i mp r o v e me n t a n d e x t e n s i o n p a t h o f a p p l i c a t i o n i f e l d s t o t h i s k i n d s o f c o a t i n g s h e e t .

稀土元素对于减小电镀废液污染与提高钻头安全使用系数的作用研究

稀土元素对于减小电镀废液污染与提高钻头安全使用系数的作用研究
电镀钻头、 热压 钻头胎体 申与其 它有害暂质 的相互作用, 改善 了胎体性 能, 提高 了钻头使用 过程 中的安全系数。 关 键 词 电镀度 藏 有 害特质 中 图 分 类 号 : 8. ; 95 X711X 3 稀土元 素 安全系数 文献标识 码 : A 钻头 文 章 编 号 :61 620 )203 0 17—5 (020—0 1 3 15
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第 9卷
20 0 2年
第 2期
6月
安 皇 与 环 境 工程
S f l n v r n e t lEn i e rng a e y a d En io m n a g n e i
V o 9 N o l 2
J n u.
2 0 02
素 具 有 4 层 未 填 满 的 电 子 结 构 特 点 和 较 小 的 电 F
作者 一直 研 究的课 题 。通 过多 年研究 . 我们 发现将
稀 土 元 素 应 用 到 钻 头 的 生 产 中 可 以 有 效 地 减 轻 电
镀废 液污染 程 度、 高 电镀 速度 、 提 提高 电流效率 、 提 高钻头 使用 安全 系数 、 降低工 程成 本 。而 我 国的稀
收稿 日期 :0 11— 6 2 0—0 0
作者 简 介 一 昌锐 一 ,90年 生 , 师 一 士 在 读 , 柄 男 17 讲 硬 研究 方 向 为快 速 电镀 稀 土 音 盘胎 体 盘 刚 石 材 料
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安 奎 与环 境 工 程
在 我 国环 境保 和 能 源的 节 省两 方面 产 生具 大 的
社 会效 益和经 济 效益 。
2 稀 土 作用 机 理 及 环 保 与 节 能效果
稀 土元 素位 于周期 表 中 第三 副旅 , l 共 元 7种

稀土元素在电镀中的应用

稀土元素在电镀中的应用

稀土元素在电镀中的应用:产生深远影响的原因电镀是一种通过将金属离子沉积在基材上以形成金属覆盖层的过程。

这个过程可以产生各种金属、合金和复合材料,以满足各种工业和装饰应用的需求。

然而,这个过程也受到许多因素的影响,包括溶液的化学性质、电流强度、温度和沉积时间等。

其中,稀土元素的使用已经在电镀过程中产生了深远的影响。

首先,稀土元素在电镀中可以起到催化剂的作用。

它们可以加快电极反应速率,提高镀层的耐磨性和耐蚀性。

具体来说,稀土元素通过改变电镀液的化学性质,促进金属离子的还原反应,从而加快了电镀速度。

同时,稀土元素还可以通过形成保护膜,减少金属离子在电极上的吸附,从而提高了镀层的耐磨性和耐蚀性。

其次,稀土元素还可以改变镀层的物理性质。

例如,稀土元素可以增加镀层的硬度和耐磨性,提高其耐腐蚀性能。

这是由于稀土元素在镀层中的存在形式和分布状态,它们可以形成强化相和保护膜,从而提高镀层的硬度和耐磨性。

此外,稀土元素还可以通过影响金属离子的还原过程,改变镀层的微观结构和形貌,从而影响其耐腐蚀性能。

再者,稀土元素还可以改善镀层的外观。

它们可以增加镀层的亮度和光滑度,使其更加美观。

这是由于稀土元素可以影响电镀液的稳定性和电导率,从而影响了镀层的外观质量。

此外,稀土元素还可以促进电沉积反应。

在电镀过程中,稀土元素可以与金属离子形成络合物或配合物,从而增加金属离子的溶解度和稳定性,促进电沉积反应的进行。

最后,稀土元素还可以提高电刷镀层的耐磨性和耐腐蚀性。

在电刷镀液中添加稀土元素可以改善镀液的分散能力和深镀能力,提高镀层刷镀速率,从而增加镀层的硬度和耐磨性。

同时,稀土元素的添加还可以改善刷镀层的耐蚀性,使其在腐蚀环境中的性能得到提高。

综上所述,稀土元素在电镀中的应用已经产生了深远的影响。

它们不仅可以提高镀层的质量和性能,还可以改善外观和促进电沉积反应的进行。

此外,稀土元素的添加还可以降低能源消耗和环境污染,符合当前绿色可持续发展的要求。

稀土元素在电镀中的应用

稀土元素在电镀中的应用

V0 . 2 No 6 13 .
性 , 高阴极 电流 效 率 , 得镀 层 均 匀 细致 、 滑 光 提 所 平 亮 。在 Z 合金 电镀 液 中加 入铈 , 以提 高 镀 层 nNi 可 中镍 的质量 分数 , 同时提 高镀 层性 能 。此 外 , 电沉 用
积法得 到铈 的质量 分数 为 0 1 ~0 5 的 S — e . . nC
获得 了光 滑致 密 的镀铬层 。
赵坤 等 在 硫酸 盐三 价铬镀 铬液 中加 入少 量 的
稀 土 化 合 物 ( 铈 、 和 混 合 稀 土 等 ) 研 究 了稀 土 化 如 镧 ,
学工作 者 关注 的热 点之 一 , 的成 果 不断 涌现 , 新 多种
稀 土 添 加 剂 相 继 问 世 , 应 用 也 日趋 广 泛 ] 其 。
合 金镀 层 的耐蚀 性最好 。 1 3 电 刷 镀 .
而致 密 , 氧化 增重 较小 , 具有 较好 的抗 高温 氧化性 。
2 结 语
总之 , 土 元 素在 电镀技 术 中的应 用 已取 得 令 稀 人瞩 目的成 果 。稀土 元素使 用 的特点 是用 量小而 作 用大 。这对 提高 镀层 性 能 、 约 资 源 和保 护 环 境 十 节
r ge o e . T heap ia insofr r a t l m e sa eov r e e n sn em e a ,a l an fus s plc to a e e r h ee nt r e viw d i igl t l loy,br h a o po ie pltn us nd c m st a i g,e c t.
1 1 单 金 属 电 镀 .
合物 的质 量 浓 度 对 镀 层 的 沉 积 速 率 及 耐 蚀 性 的影

稀土元素对工业电解液中镍电沉积层晶粒细化的作用

稀土元素对工业电解液中镍电沉积层晶粒细化的作用

稀土元素对工业电解液中镍电沉积层晶粒细化的作用稀土元素对工业电解液中镍电沉积层晶粒细化的作用稀土元素是指周期表中镧系元素的总称,由于其特殊的电子结构和化学性质,稀土元素在材料科学领域具有广泛的应用价值。

近年来,研究人员发现稀土元素对金属电沉积层的晶粒细化具有显著的影响,尤其是在工业电解液中的镍电沉积层中。

本文将探讨稀土元素对镍电沉积层晶粒细化的作用机制与应用前景。

首先,稀土元素在镍电沉积过程中通过改变电沉积液的物理化学性质来影响晶粒生长。

实验表明,稀土元素可以显著降低镍电沉积层的表面张力和电阻率,同时提高电沉积液的导电性和对镍离子的活化能。

这些改变使得电沉积液对镍离子的迁移速率加快,并且形成了更加稳定和均匀的沉积层。

在这种情况下,稀土元素可以有效地抑制晶粒的长大,从而实现晶粒细化。

其次,稀土元素对镍电沉积层晶粒细化的作用还与其在金属晶界中的分布有关。

研究表明,稀土元素在晶界上形成了一种强固溶体和过渡层,阻碍了晶界的走动。

晶界的不规则运动是晶粒长大的主要原因之一,因此稀土元素的加入能够有效地抑制晶粒的长大并细化晶粒。

此外,稀土元素还可以与其他金属元素形成稀土复合物,从而影响镍电沉积层的组织结构。

稀土复合物具有特殊的结构和性质,能够调控晶粒的取向和大小,从而细化镍电沉积层的晶粒。

稀土元素对工业电解液中镍电沉积层晶粒细化的作用不仅仅体现在理论研究上,也在实际应用中得到了广泛的验证。

例如,在表面处理领域,利用含稀土元素的电解液进行电镀可以得到具有更高硬度、更好强度和更优耐腐蚀性能的沉积层。

在电子器件制造、航空航天等领域的金属材料制备中,利用稀土元素控制镍电沉积层的晶粒细化能够提高材料的性能和稳定性。

总结来说,稀土元素通过改变电沉积液的物理化学性质,抑制晶粒长大,形成稀土复合物等机制,对工业电解液中镍电沉积层的晶粒细化起到了关键的作用。

这一发现对于金属材料制备和工业生产具有重要的意义,未来还需要进一步研究稀土元素的作用机制和应用前景,为相关领域的发展提供更多的科学依据和技术支持综上所述,稀土元素在工业电解液中对镍电沉积层晶粒细化具有重要作用。

稀土对化学复合镀Ni-P-PTFE工艺以及镀层性能的影响的开题报告

稀土对化学复合镀Ni-P-PTFE工艺以及镀层性能的影响的开题报告

稀土对化学复合镀Ni-P-PTFE工艺以及镀层性能的影响的开题报告一、研究背景化学复合镀技术在近年来得到了广泛的应用,其中Ni-P-PTFE是一种常用的复合镀层,具有优异的耐磨抗腐蚀性能和良好的自润滑性能,因此被广泛应用于汽车、机械等领域。

稀土元素作为一类新型的功能材料,其广泛应用于高强度钢、高温合金等领域,稀土对Ni-P-PTFE工艺和性能的影响值得进一步研究。

二、研究内容本文旨在研究稀土元素(以La、Ce、Pr为代表)对化学复合镀Ni-P-PTFE工艺及镀层性能的影响。

具体研究内容为:1. 稀土元素对化学复合镀Ni-P-PTFE工艺中P含量的影响。

2. 稀土元素对化学复合镀Ni-P-PTFE镀层的表面形貌、结构和析出物的影响。

3. 稀土元素对化学复合镀Ni-P-PTFE镀层的耐磨性、耐蚀性和自润滑性能的影响。

4. 探究稀土元素引入的机理,寻求更好的性能提升方法。

三、研究意义本研究将对化学复合镀Ni-P-PTFE工艺及镀层性能的提升有一定的科学性与实用性。

其意义主要有以下几点:1. 研究稀土元素对化学复合镀Ni-P-PTFE镀层性能的影响,可为涂层应用和加工提供新的技术路线和方法。

2. 研究稀土元素引入的机理及其对化学复合镀Ni-P-PTFE镀层性能的影响,可为进一步深入探究其应用领域和性能提升方法提供深入思考。

3. 加强稀土元素在化学复合镀层中的应用,可以促进稀土元素在相关材料领域的应用和发展,对推进稀土元素产业化具有积极意义。

四、研究方法本研究将采用化学复合镀技术,在含有不同浓度稀土离子的复合镀液中进行电沉积。

首先,利用ICP-OES等手段分析稀土元素对镀液P含量的影响;其次,借助SEM、TEM等手段分析稀土元素对镀层的表面形貌、结构和析出物等的影响;最后,通过耐磨性、耐蚀性和自润滑性能测试等手段,探究稀土元素对镀层性能的影响。

五、研究计划第一年:对复合镀液进行配方设计,制备不同浓度稀土元素掺杂的复合镀液,并通过ICP-OES等手段进行分析。

稀土在表面处理中的应用:稀土酸性化学镀镍

稀土在表面处理中的应用:稀土酸性化学镀镍

稀土在表面处理中的应用:稀土酸性化学镀镍一.稀土酸性化学镀镍和普通酸性化学镀镍相比较的优点酸性化学镀镍是目前最常用的化学镀镍的方法。

应用稀土元素化学镀镍,其基本工艺大致相同,但是对普通化学镀镍的工艺性能和镀层性能得到了改善和优化。

能明显提高化学镀镍液的稳定性和增加循环周期延长镀液使用寿命;能提高镀层的硬度和耐磨性能。

而这些特点正是目前化学镀镍必须迫切改善和提高的重要研究课题。

二.稀土酸性化学镀镍的工艺规程和性能现设定稀土酸性化学镀镍的工艺规程和所得镀层为A,普通酸性化学镀镍的工艺规程和所得镀层为B,见下表所列:点击此处查看全部新闻图片三.镀液成分和工艺条件及性能的测定1.硫酸镍:为镀液的主要成分,镍离子的主要来源。

配槽量一般为20~30g/l,镍盐过高,镀速过快而失控,导致镀液自分解,稳定性下降;当沉积速度下降时,要补充镍盐,补加量必须根据具体情况和次磷酸钠按一定比例补加。

2.次磷酸钠:作为还原剂,是镍磷合金镀层中磷离子的来源。

其优点是价格较低,容易控制,所得镀层为镍磷合金镀层,抗蚀性能好。

配槽量一般为20~25g/l。

次磷酸钠的补加量必须和补加镍盐的量保持相对合理和稳定的比值,其离子数量的比值为Ni2+:H2PO2-=1~1.5g/l:4~6g/l为宜,即硫酸镍:次磷酸钠=1:3.8~4。

因为次磷酸钠有效用于沉积镍、磷镀层的量为总量的30%左右,而大部分则被其他副反应而消耗。

醋酸钠:缓冲剂,能稳定镀液的PH值。

PH值的变化直接影响化学镀镍的进行,PH值增大时,沉积速度过3.快,沉积层含磷量降低,次磷酸钠还原剂的利用率降低,必须及时用稀硫酸调低pH值,否则镀液会很快分解而失效。

pH值降低时,沉积速度减慢,当pH<3时,沉积反应将停止,必须加碳酸钠、碳酸钾、氨水调高pH值。

稀土酸性化学镀镍液的pH值可以在4.5~5,有0.5的波动范围,而不加稀土的镀液最好稳定在5左右。

4.柠檬酸钠:配位体(螯合剂)。

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稀土在电镀中的应用摘要:稀土在材料科学领域中受到各国科学工作者的极大关注,尤其在电镀中发挥了特殊作用,在镀锌及锌基合金、镀钴合金、镀铝合金、镀镍铁合金中主要有改善镀层性能、改进工艺条件、改善镀液性能、提高经济效益几个方面的作用。

稀土对电镀金刚石工具的作用很大,提高镀液的深度能力、提高镀层耐磨性,从而提高工具的切削性能。

为了更加有效开发利用稀土资源,开拓新的稀土功能镀层研究是势在必行的。

关键词:稀土;电镀;应用稀土元素包括原子序数从57到71的15个镧系元素:镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥以及与镧系元素在化学性质上相似的钪和钇,共17个元素。

稀土元素独特的4f层电子结构和化学性能使得稀土金属或合金具有独特的功能:高催化活性、高磁性、超导性、光电转化、光磁记忆、高储氢量、耐蚀耐磨等,使稀土及其化合物在材料科学领域中的应用越来越广泛,成为发展现代科学技术不可缺少的功能材料,是材料科学领域中的一个热门研究课题,受到各国科学工作者的极大关注。

早期开发的镀铬稀土添加剂主要是铈、镧等单一稀土的简单盐类,近年来稀土镀铬添加剂的研究又前进了一大步,开发出了多种稀土复合添加剂。

尤其是稀土在电沉积过程中的研究及应用正日趋深入。

在电镀溶液中加入少量的稀土化合物后,可以改善镀液的分散能力和深镀能力,提高电镀的电流效率,增加镀层的硬度和耐蚀性能等。

不仅性能上有了大幅度提高,而且已由试验转入了大批量的工业生产,形成了系列产品。

通过多年的生产实践表明,这是一项低温、低电耗、低成本、低污染、高质量、高稳定性、高效率,经济效益显著的新工艺。

研究结果表明,镀铬技术中添加稀土主要有以下几个方面的作用:改善镀层性能、改进工艺条件、改善镀液性能、提高经济效益。

稀土在镀锌及锌基合金中的应用研究也比较成功。

微量的稀土加入镀液可使镀层晶粒细小、均匀、致密,从而提高镀锌层的耐蚀性能。

在锌镍合金电镀中,加入少量(小于1.0g/L)硫酸铈可以提高镀液的电流效率,使镀层中的含镍量有所提高,铈还有利于提高锌镍合金的阴极极化值,含铈的镀层在高温高压的盐水中具有优良的耐腐蚀性能。

在铝合金基体上镀镍的应用研究中,利用热冲击法测得稀土有提高基体与镀层结合强度的作用。

在硫酸盐体系中可获得含钴量小40%(质量)的镍。

钴合金镀层,其共沉积过程属于“异常共沉积”。

在基础镀液中加入少量的稀土化合物,由于稀土化合物在阴极表面的特征吸附,降低了合金电沉积过程的阴极极化。

在KOH 溶液中,把合金作为电解阴极,在高电流密度区的析氢超电势,与Fe电极相比,Ni- Co电极的过电位降低约200mV,而Ni、Co(RE)电极降低250mV左右,可见其对析氢反应有较高的催化活性。

稀土在镍铁合金电镀方面的应用研究,稀土元素对硫酸盐型镍铁合金镀液的影响。

在镀液中添加Sm2O3和(PrNd)O3,所得到的赫尔槽试验结果表明,添加稀土氧化物可以使获得光亮Ni-Fe合金的电流密度范围拓宽。

对多种稀土氧化物进行这种试验,其结果大体相同。

从电流效率和分散能力的测定数据可以发现,稀土化合物的加入能提高阴极电流效率和镀液的分散能力,但不同的稀土元素提高的程度不一样。

稀土化合物的加入同时起到了稳定镀液的作用。

阴极极化曲线和扫描电子显微镜分析发现,稀土化合物添加到镀液中后,增大了Ni-Fe合金电沉积的阴极极化,并使获得的Ni-Fe合金镀层的结晶细致、平滑、光亮,故可提高镀层的防护、装饰性能。

天津大学应用化学系郭鹤桐等开发的银-氧化镧复合材料具有硬度高、接触电阻小和抗电蚀能力(耐电弧烧伤)强、化学稳定性高等优点。

在研究稀土元素影响金刚石工具的力学性能、磨损性能和工具的切割性能,及影响这些性能的主要相关因素中发现,稀土元素对铜基胎体硬度的影响有缓慢上升的趋势,磨损失重随镧含量的增加而增加,使胎体的耐磨性降低。

1)稀土La、Ce的作用相近,但La、Ce的使用量略有差异,二者都有既强化基体,又提高金刚石和胎体结合力的作用。

2)La、Ce使结合剂的耐磨性降低,对工具的耐磨性影响不大。

对工具来说,结合剂和金刚石的结合强度显得更重要。

3)La、Ce稀土元素可以提高工具的切割速度,提高工具上金刚石的出刃高度,最终使工具的切割性能提高。

所有这些都以结合剂的适度磨损为前提,否则,其他的性能都不会发生。

在热压烧结金刚石工具胎体材料中,将稀土在硬质合金中的应用经验移植到金刚石工具胎体材料中。

同时将金刚石工具胎体材料配方中的Co基全部用Fe 基代替。

成功的制出了稀土Fe基金刚石工具材料,经对其实际使用性能的测试,其抗弯强度、硬度、冲击韧性均有较大幅度提高、孔隙率则有了明显降低。

在研究提高玻璃锯片的切削性能方面,在胎体金属粉中加入适量的稀土化合物,胎体对金刚石的把持力有所改善,同时,增加了刀头胎体材料的脆性,实现了金刚石与胎体的同步磨损,金刚石的脱落度明显减小;切割速度比参比片提高了21.6%。

在电镀金刚石工具研制方面,添加稀土可以提高镀层的耐磨性,添加量以1.0g/L为最佳,失重比从基本镀液中获得的镀层降低了17.6%。

镀层与基体的结合强度试验结果显示:添加稀土对于提高镀层与基体间的结合强度有明显的作用。

当稀土添加剂的含量为1.0g/L时,结合强度比基本镀液的提高了17.4%左右。

还有以Ni-Co配方为基础镀液电镀金刚石工具,添加稀土元素的试验,得出添加稀土元素的配方制成的胎体材料孔隙率明显减少,镀液的分散能力提高,深度能力提高等结论。

加入5g/L的LaCl3·7H2O可以使亮镍镀层晶粒得到较好的细化,可以提高亮镍镀层的硬度和镀液的阴极极化能力,提高镀层与基体的结合强度和金刚石工具的磨削比。

总之,稀土元素在电镀中的应用已取得了一些令人瞩目的成果,但稀土化合物能否被当作一种普遍适用的物质--“工业味精”,能否应用于更多的镀种而相应地产生特殊效果,仅凭目前人们对稀土在电镀中应用研究,还远不能作出明确的判断。

对许多镀种来说,使用稀土元素已获得明显的效果,现在人们的工作只是提出了一些试验事实,还缺乏对稀土元素作用的实质性认识。

至于开拓新的稀土功能镀层的研究,无论工艺方面还是理论方面都很薄弱。

因此,为了更有效地开发利用我国丰富的稀土资源,以适应先进科学技术的发展对新材料提出的各种要求,加强稀土电镀工艺和机理的研究是很有必要。

1787年硅铍钇矿的发现是科学史上关于稀土篇章的开端。

稀土元素(rare earthelements)包括原子序数从57到71的15个镧系元素:镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)以及与镧系元素在化学性质上相似的钪(Sc)和钇(Y),共17个元素。

稀土元素独特的4f层电子结构使得稀土金属或合金具有独特的功能:高催化活性、高磁性、超导性、光电转化、光磁记忆、高储氢量、耐蚀耐磨等,成为发展现代科学技术不可缺少的功能材料,是材料科学领域中的一个热门研究课题,受到各国科学工作者的极大关注。

作为稀土应用的一个重要领域,电镀中一些镀种的稀土应用已比较成熟,稀土发挥了特殊的作用,显示了稀土应用的良好前景。

而有些镀种的稀土应用还处于研究探索阶段,正吸引着许多电镀工作者的兴趣。

稀土在电镀技术中的应用研究得最多的要首推稀土镀铬添加剂。

1967年美国W.Romanowki 申请了含稀土化合物的镀铬专利。

1974年日本贺考昭也发表了使用稀土合物的低浓度镀铬报导。

国内稀土添加剂在镀铬中的应用研究自1985年起逐步开展,90年代起得到了较快的推广应用,已有20多个科研院所和工厂研制并报道了20多种镀铬添加剂,如江苏常熟市兴隆电镀厂生产的CS型多稀土镀铬添加剂、湖南稀土金属材料研究所的RL—3C 宽温镀铬添加剂、张家港第二电镀厂的CE—20l 稀土添加剂、南京航空学院钱达人等研究的无氟稀土镀铬添加剂。

早期开发的镀铬稀土添加剂主要是铈、镧等单一稀土的简单盐类,近年来稀土镀铬添加剂的研究又前进了一大步,开发出了多种稀土复合添加剂。

不仅性能上有了大幅度提高,而且已由实验转入了大批量的工业生产,形成了系列产品。

通过多年的生产实践表明,这是一项“四低”(低温、低电耗、低成本、低污染)、“三高”(高质量、高稳定性、高效率)经济效益和社会效益显著的新工艺。

研究结果表明,镀铬技术中添加稀土主要有以下几个方面的作用:(1)改善镀液性能:稀土增加了镀液的稳定性,提高了镀液的分散能力和深镀能力。

(2)改进工艺条件:稀土提高了电流效率,拓宽了操作温度范围。

(3)改善镀层性能:稀土细化了晶粒,降低了镀层应力,提高了镀层的耐蚀性、硬度和耐磨性能。

(4)提高经济效益:稀土节约了铬酐,减少了三废处理、降低了成本。

稀土的以上作用被认为主要跟稀土在镀液中的络合作用、吸附作用和阴极极化作用有密切关系。

稀土在镀锡中的应用研究也较多,其主要目的在于改善镀锡层的可焊性。

我国自1984年电镀锡铈镀层工艺问世以来,已有好些电镀工作者进行了研究、分析测试以及生产实践,结果都表明:在硫酸型光亮镀锡电解液中,加入微量稀土金属铈离子(Ce4+)后,获得的含微量铈的锡铈镀层外观呈银白色,细致光亮,与纯锡层相近,比锡铅含金镀层好;其抗高温、抗氧化、抗腐蚀和可焊性等性能比纯锡和锡铅合金镀层都好,而且沉积速度快,是一种较为理想的代金、代银的新型可焊性镀层,而且性能稳定,维护简单,经济效益高,具有广阔的应用前景,目前已被广泛用于电子工业、PCB 生产之中。

但锡铈合金完全代金代银还存在镀液乳状浑浊和镀层变色等问题。

铈在酸性镀锡中的作用,许多研究者的意见都比较一致,但对于其作用机理还存在很大的争议。

姚仕冰等认为,从含铈镀锡液中获得的镀层不含铈,因此不存在锡铈合金。

1990 年在扬州召开的“电子电镀可焊性、导电性镀层专题讨论会上”有关专家也一致认为锡铈合金的提法不正确,因为南京大学应用化学研究所、广州五所测试的结果表明,镀层几乎是不含铈的(测得的最高铈含量为0.04%)。

严怡芹等利用发射光谱法分析了从酸性锡铈镀液中获得的镀层成分,却认为镀层中含有微量的铈是无疑的。

文献[44]也报导可获得含铈量达 3%的锡铈合金镀层。

他们认为关键问题在于镀锡液中的铈离子是怎样进入镀层的。

关于这个问题,迄今有三种见解:(1)很可能是四价铈的氧化态夹杂在镀锡层中;(2)铈在阴极上的沉积主要是吸附沉积;(3)微量铈很可能是以均匀的原子状态散布在锡镀层中,也可能形成微量合金微粒分散在锡镀层中,即电化掺杂反应机理。

稀土在镀锌及锌基合金中的应用研究也比较成功。

微量的稀土加入镀液可使镀层晶粒细小、均匀、致密,从而提高镀锌层的耐蚀性能。

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