【正文】 號(hào)()、3號(hào)()、4號(hào)()、5號(hào)()。40μm，評定長度為4lmm。 2．3試驗(yàn)樣品的選取將制備好的試樣分別進(jìn)行粗糙度的測試，本實(shí)驗(yàn)所用儀器為TR200手持式粗糙度測量儀來分析基體表面的粗糙度。（2）毛坯切割 將LY12CZ鋁合金毛坯放在試樣切割機(jī)上，切成大小為10mm10mm20mm大小的試樣7塊。重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 實(shí)驗(yàn)2 實(shí)驗(yàn)2．1實(shí)驗(yàn)儀器根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的、過程和性能要求，可以確定出鋁合金表面化學(xué)鍍鎳的實(shí)驗(yàn)相關(guān)器材為鋁合金試樣、試樣切割機(jī)、砂輪機(jī)、沙紙、拋光機(jī)、化學(xué)鍍中各種配液和鍍糟、水浴恒溫箱、電子天平、熱處理爐、掃描電子顯微鏡（SEM）、表面粗糙度測量儀、涂層附著力自動(dòng)劃痕儀、顯微維氏硬度計(jì)、恒電位儀273A 、參比電極（飽和甘汞電極）、輔助電極（鉑）、釣魚線、電解池 、金相顯微鏡、環(huán)塊摩擦試驗(yàn)機(jī)（MLH3）等。(3)利用SEM等手段對化學(xué)鍍鎳層的結(jié)構(gòu)、鍍層斷面形貌、成分進(jìn)行分析。考察鍍液成分及工藝條件對鍍層沉積速度的影響因素，確定出一種穩(wěn)定性高、沉積速度快的堿性條件下化學(xué)鍍鎳的方法。但是，在鋁合金上化學(xué)沉積比較困難，通常采用二次浸鋅預(yù)處理方法。鋁合金作為化學(xué)鍍鎳的基底材料，因?yàn)樵阡X合金上化學(xué)鍍和電鍍各種金屬的重要性在不斷增長，它能為制造重量輕、導(dǎo)電性好、熱導(dǎo)性好兼有諸多優(yōu)良功能性質(zhì)的“復(fù)合材料”提供重要的途徑。其耐蝕性好，毒性又小，有時(shí)甚至可以代替不銹鋼用作廚房用具。一般可用于印刷電路用及望遠(yuǎn)鏡電子元件的外罩。由于化學(xué)沉積鎳鍍層具有良好的導(dǎo)電性和極低的抗磁性能、較高的熱穩(wěn)定性和耐蝕性，在許多工程技術(shù)領(lǐng)域中有較好的應(yīng)用前景空間，比如作為電磁屏蔽層、硬磁盤底鍍層、半導(dǎo)體表面的功能鍍層等。但隨著科技的發(fā)展，特別是航空、航天、電子、醫(yī)療等行業(yè)的迅速發(fā)展，對鍍層材料提出了更高的要求。三種理論自爭共同之處在于都認(rèn)為H2P02在催化作用的條件下有極強(qiáng)的氧化趨勢，分解出具有極強(qiáng)還原能力的產(chǎn)物，使鎳離子被還原生成金屬鎳原子，而H2P02則被還原生成磷，在此過程中伴有氫氣放出[44]。這一試驗(yàn)進(jìn)一步證明在鎳磷化學(xué)鍍鎳體系中，反應(yīng)的機(jī)理為原子氫析出機(jī)理。在上述三種假說中，為大多數(shù)人接受的是原子氫析出理論。根據(jù)Lnkes的理論，作為H的氫最初是在次亞磷酸根離子內(nèi)與磷相連的，即式(116)，此式同時(shí)也解釋了磷的共沉積。在此過程中電子也同時(shí)使少許的磷得到還原。機(jī)理2：電化學(xué)機(jī)理[43]該理論認(rèn)為Ni2+被H2P02還原沉積出鎳的過程是由陽極反應(yīng)：還原劑次亞磷酸根的氧化和陰極反應(yīng)：Ni2+還原為鎳的兩個(gè)獨(dú)立的部分組成，可以用混合電位理論來解釋。鍍液的組分、使用時(shí)間、溫度、pH值等工藝條件決定著各反應(yīng)速度的快慢。鑒于金屬鎳只能在催化活性表面上沉積，所以溶液中的還原劑H2P02必須在催化和加熱條件下水解出原子H，或由H2P02催化脫氫產(chǎn)生原子H，即H2P02+H20→HP032+2Had+H+ (12)H2P02→P02+2Had (13)Ni2+的還原就是由具有催化活性的表面所吸附的H原子(活潑的初生態(tài)原子H)放出電子，Ni2+吸收電子后還原成金屬鎳沉淀在欲鍍材料表面。有關(guān)化學(xué)鍍鎳的機(jī)理目前主要有原子氫理論、電化學(xué)理論、正負(fù)氫離子理論等。可見化學(xué)鍍鎳層有優(yōu)良的電磁屏蔽效果?；瘜W(xué)鍍的發(fā)展為電磁屏蔽層提供了優(yōu)異的技術(shù)。所以制作良好的電磁屏蔽鍍層具有十分重要的意義。對鍍層尺寸要求精確的精密零件和幾何形狀復(fù)雜的零件在深孔、盲孔、腔體的內(nèi)表面，用化學(xué)鍍鎳能得到與外表面同樣厚度的鍍層。作為一項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)，取得良好的結(jié)合強(qiáng)度為化學(xué)鍍技術(shù)的不斷應(yīng)用和發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。任何表面鍍層都有對鍍層結(jié)合強(qiáng)度的要求，化學(xué)鍍鎳也不例外，鍍層與基體材料的結(jié)合強(qiáng)度將直接影響零件的使用壽命。此外，鍍層的耐蝕性還與基體材質(zhì)、表面粗糙度有很大關(guān)系。高磷含量的耐蝕性能優(yōu)于低磷含量的鍍層，但低磷含量的鍍層在濃堿液中仍有良好的耐蝕性。由于化學(xué)鍍鎳的鍍層具有優(yōu)良的耐蝕性，被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。由于鍍層具有可觀的高硬度，所以在汽車部件輕量化的進(jìn)程中，扮演了重要角色。重慶儀表材料研究所研究表明[35]，鍍層中Wp8％為晶態(tài)結(jié)構(gòu)，Wp8％則為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)鍍鎳．金板可用于移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、IC卡及電子字典等諸多電子行業(yè)[2934]。1997年以來，化學(xué)鍍鎳．金工藝在印刷線路板的制作上得到了迅速推廣，這得益于化學(xué)鍍鎳．金工藝本身所帶來的眾多優(yōu)點(diǎn)。它是通過自身提供的線路和焊接部位，焊裝上各種元器件?；瘜W(xué)鍍鎳金具有廉價(jià)和適用于SnPb合金和粘合劑、良好的焊接性和阻擋擴(kuò)散性等優(yōu)點(diǎn)，化學(xué)鍍鎳金在UBM技術(shù)中可以用作凸焊點(diǎn)的基底或作為凸焊點(diǎn)與導(dǎo)電粘結(jié)劑的連接[28]。UBM是指芯片焊盤和凸點(diǎn)之間的金屬過渡層，可阻止焊球與鋁元件基底或電路板的銅層之間發(fā)生擴(kuò)散?，F(xiàn)在大多數(shù)電子表、手機(jī)和高速的微型處理器都是采用倒裝芯片制作的。下面將具體介紹化學(xué)鍍鎳在不同領(lǐng)域的應(yīng)用?？梢灶A(yù)言，化學(xué)鍍鎳在21世紀(jì)仍將是一項(xiàng)很有生命力的表面處理技術(shù)、有很好的發(fā)展前景和應(yīng)用空間。為滿足更復(fù)雜工況的要求，化學(xué)復(fù)合鍍、化學(xué)鍍鎳基多元合金等工藝逐漸發(fā)展起來。隨著環(huán)境保護(hù)的進(jìn)一步嚴(yán)格，降低污染，延長鍍液使用壽命，仍然是化學(xué)鍍鎳面臨的一項(xiàng)長期任務(wù)。需要長期努力，才能趕上全球技術(shù)進(jìn)程的步伐。當(dāng)前，與工業(yè)先進(jìn)國家相比，我國在化學(xué)鍍鎳的工藝、設(shè)備規(guī)模、和鍍層質(zhì)量等方面還有一定的差距。國內(nèi)外專家普遍看好化學(xué)鍍鎳的發(fā)展前景。鍍液的種類和工藝參數(shù)的改變都會(huì)改變鍍層的含磷量。影響鍍層外觀的因素主要有鍍層的含磷量、基體的表面粗糙度、鍍層厚度、沉積速率及施鍍工藝等。鍍鎳層的外觀通常是光亮或半光亮，具有銀白色金屬光澤。對于鍍液來說，其穩(wěn)定性是十分重要的，鍍液中的活性顆粒是導(dǎo)致不穩(wěn)定性的誘因?；瘜W(xué)鍍鎳的缺點(diǎn)在于配制鍍液的化學(xué)藥品價(jià)格較高，鍍層的脆性大，對于含有鉛、錫、鋅的基體必須有特殊的前處理過程，預(yù)處理工藝和施鍍工藝都明顯影響鍍層質(zhì)量。 (4)在金屬和非金屬基體上均可獲得性能較好的鍍層。 (2)可獲得比電鍍孔隙率低的鍍層，且鍍層中所含的磷提高了鍍層的鈍化能力，這些因素都使得鍍層有優(yōu)異的耐蝕性，能很好地保護(hù)基體免于腐蝕?；瘜W(xué)鍍的分散力接近100％，無明顯的邊緣效應(yīng)，幾乎是基材(工件)形狀的復(fù)制，因此特別適合形狀復(fù)雜工件、腔體件、深孔件、盲孔件、管體內(nèi)壁等表面施鍍。 (1)具有極好的均鍍能力，不管零件的形狀多么復(fù)雜，只要其表面與鍍液接觸，便可獲得厚度均勻的鍍層，這是電鍍工藝難以實(shí)現(xiàn)的。1．2．2化學(xué)鍍鎳的基本特點(diǎn)化學(xué)鍍鎳本身是一種自催化的化學(xué)反應(yīng)，其最大的特點(diǎn)是在同一催化表面上同時(shí)進(jìn)行著兩個(gè)過程，即還原劑的氧化和鎳離子的還原。他們開發(fā)了許多以次亞磷酸鈉為還原劑的化學(xué)鍍鎳液，并于兩年后將其發(fā)展成實(shí)用的系統(tǒng)。在他們的工作中確立了次亞磷酸鹽的作用，他們認(rèn)為次亞磷酸鹽作還原劑，在有催化劑存在的條件下，放出電子使Ni2+還原得到鍍鎳層。他們指出次亞磷酸鹽作還原劑，在施鍍過程中提供電子使Ni2+還原并沉積得到鍍鎳層。美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(Burtau of standard)，并于1946年獲得了這種新鍍鎳方法的專利[2022]?；瘜W(xué)鍍鎳溶液、工藝和設(shè)備已經(jīng)商品化、系列化，且每年的增長速率高，已成為表面技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展最快的工藝之一，具有良好的應(yīng)用前景[18]。鑒于化學(xué)鍍NiP合金具有上述特點(diǎn)，因此，它是一種極有希望的新型表面防護(hù)技術(shù)，目前，這一工藝在所有化學(xué)鍍工藝中，發(fā)展速度最快，應(yīng)用范圍最廣。不需要直流電源，被鍍零件無導(dǎo)電觸點(diǎn)，在盲孔管件深孔及縫隙的內(nèi)表面可得到均勻鍍層化學(xué)沉積NiP合金鍍層孔隙少、致密、表面光潔。鍍層可用作船舶或石油鉆井平臺(tái)上的零件，以抵抗海洋性氣候的腐蝕。因此，可用它來代替高合金材料或硬鉻鍍層。這主要是由于以下幾個(gè)特點(diǎn)： 具有高硬度和高耐磨性，在沉積狀態(tài)下，鍍層硬度為HV490～588(HRC49～ 55)，400℃熱處理為HV980～1078(HRC69～72)。最具實(shí)用性的仍舊是以次磷酸鈉為還原劑的鎳基合金鍍層。通過合金化的方法，調(diào)整和改變材料的微觀結(jié)構(gòu)，如通過添加銅鹽、鎢酸鹽、鉬酸鹽等，使化學(xué)鍍鎳層獲得一些額外的特性，形成NiCuP、NiWP、NMoP等三元合金層，使表面硬度更高，耐蝕耐磨性能更好。化學(xué)鍍鎳技術(shù)自誕生之日起至今大約已有60多年的歷史，鍍液由單一型向多樣型發(fā)展，鍍層性能由單一防護(hù)性向具有多功能性的方向發(fā)展，而且鍍層質(zhì)量得到了迅速提高。當(dāng)鍍層沉積到活化的零件表面上，由于金屬鎳具有自催化能力，這時(shí)還原過程會(huì)自動(dòng)進(jìn)行下去。在化學(xué)鍍技術(shù)中，化學(xué)鍍鎳是最具代表性、應(yīng)用最為廣泛的一種?；瘜W(xué)鍍的過程不是在界面上的固液兩相間金屬原子和離子的交換，而是液相離子Mn+和液相中的還原劑在金屬或其它材料表面上的還原沉積。1．2化學(xué)鍍鎳概述化學(xué)鍍是指不需要外加電流，在金屬表面的催化作用下經(jīng)控制化學(xué)還原方法進(jìn)行的金屬沉積過程[17]。實(shí)際應(yīng)用中，鋁合金也存在諸多問題，如：在有氯離子及堿性介質(zhì)存在的情況下，極易發(fā)生點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞等多種形式的破壞，硬度較低、摩擦系數(shù)高、磨損大，容易拉傷且難以潤滑導(dǎo)致鋁合金耐磨性差，鋁合金強(qiáng)度不高，易產(chǎn)生塑性變形，這在很大程度上限制了鋁合金的應(yīng)用范圍。例如：飛機(jī)和航空母艦的彈射機(jī)罩與軌道、軍用坦克鋁質(zhì)后視鏡、鋁質(zhì)雷達(dá)波導(dǎo)管、導(dǎo)彈紅外追蹤器、計(jì)算機(jī)硬盤、接插件等電子元件?；瘜W(xué)鍍鎳基合金是鋁合金表面的一種新型改性技術(shù)。因?yàn)樵谀Σ两缑嫔咸砑右后w或膏狀潤滑劑雖然對減少機(jī)器工作時(shí)的摩擦力，降低磨損有極好的效果，但是由于液體潤滑劑難于牢固地粘附于摩擦界面上，在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)往往會(huì)大量流失，并且造成對周圍環(huán)境的污染：另一類是利用各種現(xiàn)代制膜工藝直接在鋁質(zhì)材料表面成膜的技術(shù)。一類是以傳統(tǒng)的陽極氧化技術(shù)為主，包括在多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)的陽極氧化層微細(xì)孔中原位合成或沉積潤滑性物質(zhì)的自潤滑陽極氧化鋁的處理技術(shù)。也就是不僅應(yīng)對鋁質(zhì)材料耐磨表面保護(hù)的工藝方法進(jìn)行選擇，還應(yīng)對工藝參數(shù)和摩擦副的選擇進(jìn)行優(yōu)化[15]。這可以通過耐磨表面保護(hù)，例如對鋁質(zhì)材料進(jìn)行表面處理或表面覆蓋層來實(shí)現(xiàn)。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，人們在努力追求鋁制品功能上的高效率的同時(shí)，還應(yīng)該使其保持盡可能低的磨損率。鋁質(zhì)材料工業(yè)制品的可靠性及使用壽命受到磨損率的顯著影響。這樣，當(dāng)鋁質(zhì)材料制造的工業(yè)制品遭受摩擦學(xué)負(fù)荷的作用過程往往會(huì)造成制品的磨損。該協(xié)會(huì)認(rèn)為，鋁合金材料在汽車制造中越來越多，獲得應(yīng)用的主要原因有兩個(gè)：一是社會(huì)對汽車節(jié)能和減少排放提出越來越高的要求；二是現(xiàn)代鋁材料固有的優(yōu)點(diǎn)，即隨著科技進(jìn)步，這種材料不僅自質(zhì)量輕，而且強(qiáng)度高，防銹蝕性能好和易于回收利用等[14]。由此可見，汽車制造已成為該地區(qū)最重要的鋁材料消費(fèi)大戶。據(jù)瑞士鋁協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2001年，整個(gè)歐洲汽車工業(yè)的鋁材料使用量達(dá)到約100萬t。目前，MercedesBenz SL轎車、新型7系列BMW轎車以及Audi A2和A8轎車都已采用鋁合金材料制造車身，其中中、小批量的鋁合金材料采購、生產(chǎn)占大多數(shù)。越來越多的人認(rèn)為：在汽車制造領(lǐng)域中，鋁合金材料的消耗量將會(huì)有進(jìn)一步的增加，其中車身制造用鋁合金材料的增加將是鋁合金材料生產(chǎn)廠商加大生產(chǎn)力度的重點(diǎn)。在這種情況下，Alcan公司計(jì)劃到2005年時(shí)將其汽車車架用鋁臺(tái)金板材的銷量收入翻三番。很久以來，鋁合金一直作為輕合金的典型代表，是近年來市售的汽車中減重時(shí)所用的主要材料，即使在發(fā)動(dòng)機(jī)以外的部位用得也很多[12]。但是鋁合金在空氣中易形成致密的氧化膜，造成在表面進(jìn)行電鍍或化學(xué)鍍困難。但同時(shí)也存在耐磨性差，硬度低等缺陷，致使它們的表面特性難以滿足某些特殊的應(yīng)用。與歐、美、日等發(fā)達(dá)國家相比，我國鋁合金制品、應(yīng)用及消費(fèi)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，在鋁合金應(yīng)用水平上也存在較大