【正文】 隨著熱處理溫度進(jìn)一步升高至 600℃時(shí)，衍射峰的數(shù)目明顯增多，經(jīng)分析認(rèn)為是 Ni 相和 Ni3P 相，此時(shí)峰值更高更強(qiáng)，說明鍍層內(nèi)晶粒開始長(zhǎng)大，磷原子擴(kuò)散偏聚，析出物積聚粗化，鍍層完全晶化，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，且鍍層與基體相互擴(kuò)散，形成了合金層，加強(qiáng)了二者之間的結(jié)合力 [26]。為了便于比較，將鍍層熱處理前后的 XRD 衍射圖譜組合得到圖 37。由該圖可清晰的反映鍍層的晶化過程。山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23圖37 不同熱處理溫度下的鍍層XRD衍射圖譜 鍍層熱處理前后的表面形貌及成分分析圖38為化學(xué)鍍NiWP 合金鍍層的EDS測(cè)試結(jié)果。從圖中可以看出， 鍍層中的W, P % , %。據(jù)文獻(xiàn) [4]介紹，P 含量小于 4%時(shí)鍍層屬于晶態(tài)，P 含量為 4%P8%時(shí)屬于混晶態(tài)，P 含量大于 8%時(shí)鍍層為非晶態(tài)，W 含量對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)的影響不大，P 含量是決定沉積層結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素。通過分析鍍層的成分可知，本文所研究的 1C 鍍層為混晶態(tài)結(jié)構(gòu)，與他人研究的結(jié)果相吻合，且由 XRD 衍射圖譜所顯示的較為尖銳的“饅頭”狀漫散射峰也證實(shí)了這一點(diǎn)。熱處理前后化學(xué)鍍 NiWP 合金鍍層在掃描電鏡下的表面形貌如圖 39～312 所示。圖 38 沉積層的能譜分析（EDS）山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24圖 39 鍍態(tài)鍍層的 SEM 掃描圖像圖 310 300℃熱處理后的鍍層的 SEM 掃描圖像圖 311 400℃熱處理后的鍍層的 SEM 掃描圖像山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25圖 312 600℃熱處理后的鍍層的 SEM 掃描圖像從鍍層熱處理前后的 SEM 形貌照片中可以看出，鍍態(tài) NiWP 合金鍍層表面呈現(xiàn)胞狀結(jié)構(gòu)，是由于 W 元素的加入導(dǎo)致鍍層 P 含量下降，從而大大削弱了 P對(duì) NiWP 合金的微小原子團(tuán)尖端生長(zhǎng)的阻礙作用；300 oC 熱處理后，胞狀物開始聚集，但鍍層表面形貌與鍍態(tài)時(shí)差別不大，認(rèn)為此時(shí)鍍層的結(jié)構(gòu)變化不大；400℃時(shí)，鍍層逐漸開始由混晶態(tài)向穩(wěn)定的晶態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，胞狀物之間的界面逐漸變得模糊，鍍層組織致密度有所提高；600℃熱處理后，胞狀物逐漸消失，鍍層已完全晶化，鍍層組織趨于完整、均勻，結(jié)構(gòu)更加致密 [27]。 鍍層的晶化過程及晶粒尺寸應(yīng)用 Jade 軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過 Jade 分析軟件對(duì)所得到鍍層的 X射線衍射峰進(jìn)行擬合計(jì)算，分別確定鍍層中 Ni 和 Ni3P 的晶粒尺寸，如表 31 所示。表 31 鍍層中 Ni 和 Ni3P 的晶粒尺寸Element 鍍態(tài) 200oC 300oC 400oC 500oC 600oCNi∕nm 12 Ni3P∕nm — — — 43 從表31 可以看出，隨著熱處理溫度的升高，Ni和Ni 3P的晶粒尺寸逐漸增大，說明晶粒在不斷長(zhǎng)大。由實(shí)驗(yàn)獲得的不同條件下XRD衍射圖譜可知：鍍態(tài)鍍層中存在一些細(xì)小的Ni晶體，；當(dāng)溫度低于 300oC時(shí)，沒有Ni 3P衍射峰出現(xiàn)，鍍層中僅有單一的Ni相形成，尺寸小于13nm；直到 400℃Ni3P相才開始析出，經(jīng)計(jì)算，；溫度進(jìn)一步升高至 500℃時(shí)Ni和Ni 3P的晶粒尺寸分,43nm；600℃時(shí)Ni和Ni 3P積聚粗化，晶粒尺寸仍保持在納米級(jí)，分別。在400℃和500℃ 時(shí)Ni 3P的晶粒尺寸比 Ni的晶粒尺寸要大，山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26這是因?yàn)閯傞_始析出的時(shí)候，Ni 3P的晶胞比Ni晶體大，晶粒還沒來得及長(zhǎng)大，但是從500℃以后 Ni的晶粒尺寸要比 Ni3P的大，這是由于Ni晶粒的長(zhǎng)大抑制了Ni 3P晶粒長(zhǎng)大的緣故 [28]。 熱處理前后鍍層耐蝕性分析實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的不同溫度下熱處理后的鍍層在硝酸中的變色時(shí)間如表 32 所示。利用 origin 軟件處理該組數(shù)據(jù)，得到鍍層在硝酸溶液中的變色時(shí)間隨熱處理溫度的變化曲線如圖 313 所示。表 32 不同熱處理溫度下鍍層在 HNO3 中的變色時(shí)間鍍態(tài) 200oC 300oC 400oC 500oC 600oC 700℃鍍層變色時(shí)間∕秒 11″10 13″01 59″14 12″13 13″71 96″48 162″24圖 313 鍍層的腐蝕曲線由圖可以看出：鍍態(tài)鍍層的耐蝕性最低，主要是由于鍍態(tài)的混晶態(tài)鍍層中存在一些細(xì)小的 Ni 晶體作為陽極被快速腐蝕掉；當(dāng)熱處理溫度低于 300℃時(shí)，鍍層的耐蝕性有所提高，因?yàn)榇藴囟葻崽幚頃r(shí)，可以排除沉積層中部分沒有逸出的氫氣，并且還能消除部分內(nèi)應(yīng)力，增加了沉積層與基體之間的結(jié)合力 [26,29]。溫度超過 300℃直至 500℃時(shí)，鍍層的耐蝕性呈下降趨勢(shì)，這是因?yàn)槌练e層發(fā)生了晶化轉(zhuǎn)變，析出的大量的第二相增加了電化學(xué)腐蝕微電池的數(shù)量 [30,31]，并且由前面的晶粒尺寸分析可知，此時(shí) Ni3P 的晶粒尺寸比 Ni 的晶粒尺寸要大，形成了大陰極山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27小陽極的腐蝕微電池，Ni 作為陽極被腐蝕。當(dāng)熱處理溫度高于 500℃時(shí)，沉積層的耐蝕性顯著提高，這是由于在較高溫度下，第二相有聚集、粗化的自發(fā)趨勢(shì)以降低體系內(nèi)能，因而減少了腐蝕微電池的數(shù)量，同時(shí)，晶粒不斷長(zhǎng)大，而晶界作為優(yōu)先的腐蝕路徑在減少 [32]；由于 W 的引入以及類金屬元素 P 的存在，使鍍層表面在酸性腐蝕介質(zhì)中較易形成致密的鈍化膜 [33]，對(duì)于遭受破壞的鈍化膜也能很快自動(dòng)修復(fù)。這層鈍化膜結(jié)構(gòu)均勻、致密、保護(hù)性能好，這也大大提高了鍍層的耐蝕性。此外，600℃時(shí)鍍層中 Ni 的晶粒尺寸要比 Ni3P 的大，Ni 仍然作為陽極，形成了大陽極小陰極的腐蝕微電池，這也是鍍層在此溫度下耐蝕性好的重要原因之一 [34]。山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28第四章 結(jié)論1. 化學(xué)沉積中磷含量（%）的NiWP合金鍍層為混晶態(tài)結(jié)構(gòu)，經(jīng)熱處理后逐漸向穩(wěn)定的晶態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，形成含鎢的Ni固溶體晶體和Ni 3P組成的混合組織。2. 在混晶態(tài)NiWP 合金鍍層的晶化過程中，溫度低于300℃時(shí)只有單一的Ni(W) 固溶體析出，；溫度達(dá)到400 ℃直至500℃時(shí)，Ni 3P開始析出，且Ni 3P的晶粒尺寸大于 Ni的晶粒尺寸；溫度超過500℃時(shí)，析出物聚集粗化，Ni的晶粒尺寸反過來大于Ni 3P的晶粒尺寸，但直到600℃時(shí)兩相的晶粒尺寸仍保持在納米級(jí)。3. 混晶結(jié)構(gòu)的鍍態(tài)鍍層耐蝕性最低，熱處理溫度低于300℃時(shí)，鍍層的耐蝕性有所提高。溫度超過300℃ 直至 500℃時(shí)，鍍層的耐蝕性呈下降趨勢(shì)。熱處理溫度高于500℃，則鍍層的耐蝕性顯著提高。4. 化學(xué)沉積中磷含量的NiWP合金鍍層的耐蝕性與鍍層的組織結(jié)構(gòu)、晶化程度、鍍層的應(yīng)力，析出相的晶粒尺寸及其相對(duì)大小等因素有關(guān)。在400~500℃之間鍍層的晶化過程中，所形成的Ni小Ni 3P大的尺寸特征是影響鍍層耐蝕性的重要因素。山東輕工業(yè)學(xué)院 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29參考文獻(xiàn)[1] 、應(yīng)用及展望[J]. 安徽化工 1999 年第 25 卷第 6 期[2] 李寧，袁國(guó)偉，[M].：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2022 年 5 [3] 李寧，[M]. ：化學(xué)工業(yè)出版社，2022 年 1 [4] 許云華，牛立斌，[J]. 材料保護(hù)，2022，18(7)：1316[5] NiWP 合金的硬度和表面形貌[J]. 材料保護(hù)， 2022(1)：5758[6] 吳化，李廷取，[J]. 電鍍與精飾2022(10)：1215[7] 尤郭群，任海， 化學(xué)鍍層的組織結(jié)構(gòu)及耐蝕性研究[J]. 涂裝與電鍍，2022(3)：4649[8] 吳華，李強(qiáng)，[J]. 熱加工工藝，2022(24)：2932[9] 劉淑蘭， [J].材料保護(hù)，1996(5)：1113[10] 宋錦福， NiWP 合金鍍層的 XPS 分析[J] .Electroplating amp。Pollution Control，1998，18(4) ：1618[11] 王雪英， N iWP 合金層的組織結(jié)構(gòu)與耐蝕性能的研究，材料保護(hù)， 1992， 25 (5)∶22[12] TsaiY Y, Wu F B, ChenY I, Peng P J, Duh J G, Tsai S Y. 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