導語：如何才能寫好一篇化學鍍鎳，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關鍵詞】化學鍍鎳；技術；探討

前言

化學鍍，相對于電鍍而言不需要外加電源，是指在金屬表面催化作用下通過化學還原法來沉積金屬離子的過程。化學鍍鎳是材料科學的重要新興領域，在近些年取得了快速的發展?；瘜W鍍鎳技術具有鍍層均勻、工業設備簡單、結合力好等優點，在我國已被廣泛運用于汽車、石油天然氣、能源、機械、礦冶、化學化工、航空航天、印刷、模具、紡織、醫療器械、電子和計算機等工業部門當中。隨著我國國民工業的不斷擴大和鍍鎳技術的不斷進步，化學鍍鎳技術必將取得更廣泛的應用。

1　化學鍍鎳技術的發展歷程

化學鍍鎳技術最早開始于十九世紀。在1845年，Wartz便發現：使用次亞磷酸鹽還原金屬鎳的鹽溶液中，可以沉積出粉末狀的金屬鎳；1916年，Roux等人獲得了光亮的金屬鎳鍍層，但是沒有實際應用價值；1946年，Riddell和Brenner把化學鍍鎳發展成了實用的技術；1955年，美國通用運輸公司（GATC）在對化學鍍鎳溶液的組成和工藝參數進行系統研究之后，建成了第一條化學鍍鎳生產線；20世紀80年代，化學鍍鎳溶液的使用壽命不斷延長，技術成本也不斷下降，而且實現了鍍液的自動控制，使得化學鍍鎳技術得到了大規模的工業化應用；20世紀90年代以來，許多國外公司推出了化學鍍鎳濃縮液商品和微機自動化管理系統，簡化和方便了化學鍍鎳的工業化操作。如今，化學鍍鎳技術已經在各行各業獲得了極為廣泛的應用。

化學鍍在我國的起步較晚，其工業應用方面也存在著諸如鍍液不穩定、沉積速度慢、使用周期短且成本高等問題。近些年來，我國加快了化學鍍鎳技術的相關研究與發展，許多技術問題已經得到了解決，因而該技術的工業應用也日趨廣泛。此外，國外知名的化學鍍鎳濃縮液也逐步進入中國市場，21世紀的化學鍍鎳技術將進入更加蓬勃發展的時期。

2　化學鍍鎳技術的原理及特點

2.1　原理

化學鍍鎳，是使用合適的還原劑把鍍液中的鎳離子還原沉積在具有催化活性的基體表面上，并形成金屬鎳鍍層的一種工藝。常用的還原劑包括硼氫化鈉、水合肼和次亞磷酸鈉等。以硼氫化鈉為還原劑，得到的是鎳—硼合金鍍層；以水合肼為還原劑得到了純鎳鍍層，但是由于鍍液不穩定而較少使用；以次亞磷酸鈉作還原劑，實際上得到了鎳一磷合金鍍層，鍍層中磷的含量在一定程度上影響了鍍層的磁性和硬度。這三種還原劑的反應機理如下：

（1）　BH4-　+　4Ni2+　+　80H-

B（0H）4-　+　4H20　+　4Ni

（2）　2Ni+　+　N2H4　+　40H-

2Ni　+　N2　+　4H20

（3）　Ni2+　+　H2PO2-　+　H20

Ni　+　H2P03-　+　2H+

化學鍍鎳一硼合金的可焊性和耐蝕性較好，可以作為電子工業的代銀鍍層；通過對鎳一磷合金中的磷含量及熱處理條件進行改變，可以得到不同硬度、磁性、耐磨性和耐蝕性的鍍層。在鎳—硼、鎳一磷合金中加入其它的元素，能夠得到化學鍍鎳三元、多元或復合鍍層。

2.2　特點

化學鍍鎳的工藝與配方雖然千變萬化，但是它們有著許多共同的特點：發生Ni沉積的同時，　H2也在析出；鍍層中除了Ni以外還有與還原劑相關的N、P、B等元素；只在某些具有催化活性的金屬表面上發生還原反應，但是沉積一定會在已沉積的鍍層上繼續進行；還原劑的利用率不超過100％；副產物H+會降低槽液的pH值；用硼化物或次磷酸鹽做還原劑鍍浴得到的是是Ni-B或Ni-P合金鍍層，控制磷含量所得到的Ni-P非晶態結構鍍層的無孔、耐蝕、致密性遠比電鍍鎳更加優良，某些情況下甚至能夠代替不銹鋼；化學鍍鎳層不但硬度高，而且能夠通過熱處理調整再對硬度進行提高，所以有良好的耐磨性；根據鍍層中磷的含量，可以控制為非磁性或磁性，因而具有某些特殊物理化學性能。

3　化學鍍鎳技術的應用

化學鍍鎳的鍍層有著非常突出的特性：比如良好的耐磨性、耐蝕性、減摩性和電磁性等，因而在各行各業都得到極為廣泛的應用。

3.1　石油化工工業

石油工業的工作條件惡劣，井下常常含有鹽水、CO2、H2S等腐蝕介質，溫度高達170至200℃，而且拌有泥沙及其它雜質的沖蝕與磨損，通常抽油泵的壽命小于6個月。然而，經過化學鍍鎳處理的抽油水泵，其使用壽命能夠延長4倍，因而效果顯著。

化工工業要接觸大量的腐蝕介質，化工管道和各種反應釜內襯零件都很容易被腐蝕而失效，使用化學鍍鎳技術對這些設備進行處理后，有效的延長了其使用壽命。

3.2　模具工業

使用化學鍍鎳來強化模具，能夠確保其耐磨性和硬度，還能降低摩擦系數和提高耐蝕性。塑料模具中常常接觸到含氟和含氯的腐蝕性介質，而且要求模具表面光潔且耐腐蝕，化學鍍鎳技術正好符合要求。在化學鍍鎳基礎之上，適當加入一些納米級的硬微粒（如金剛石）或者金屬氧化物，從而形成化學復合鍍，能夠得到更加耐磨且效果更好的鍍層，此技術已經在模具上得到了成功的應用。

3.3　機械汽車工業

機床導軌關系著機床的加工精度，因而導軌要有良好的耐磨性、剛度和導向精度。耐磨性的提高通常采用表面淬火的方法，該方法的缺點是導軌的硬度不均且變形大。使用化學鍍鎳技術來強化導軌能夠收到很好的效果。

在化學鍍鎳基礎上加入一些納米級的硬微粒（如金剛石）或者金屬氧化物所形成的化學復合鍍，進一步拓寬了化學鍍鎳的應用范圍。比如，加入聚四氟乙烯（PTFE）形成的Ni-P/PTFE復合化學鍍，能夠使機床齒輪的表面摩擦系數降低到0.09；而加入其它物質所形成的復合鍍，比如Ni-P/Al2O3、Ni-P/TiN、Ni-P/金剛石、Ni-P/SiC等，能夠大大提高鍍層硬度，其中Ni-P/金剛石的耐磨性最好，因而最適合于強化汽車齒輪軸。由于化學鍍鎳的優良耐磨性，汽車上的齒輪、噴油器、散熱器、汽化器、球頭螺栓等零件都可以用化學鍍進行強化處理。

3.4　電子計算機工業

精密電子儀器設備要求能夠防止電磁輻射的干擾，液便是電子儀器內外的電磁干擾屏蔽罩。當前大都使用塑料外殼，但是它的電磁干擾屏蔽能力較弱?，F在，通常先在塑料外殼上化學鍍銅，接著再化學鍍鎳，這種雙金屬覆層被認為是如今最有效的電磁屏蔽方法。

化學鍍最為廣泛的應用行業是計算機工業，這是由于計算機硬盤必須要經過化學鍍鎳，而且這是硬盤的關鍵技術。先用鋁鎂合金制成硬盤，接著在表面進行化學鍍鎳，作為后續真空濺射磁記錄薄膜的底層，該層的要求是：表面光潔、均勻，應力低且非磁性，化學鍍鎳恰好滿足此要求。因此，硬盤化學鍍是典型的高技術代表。

4　結束語

化學鍍鎳技術是材料科學的重要新興領域，由于以其工藝簡單、成本低、鍍層厚度均勻、可以大面積鍍覆，因而日益受到人們的重視。近二十多年來，不但研制出了數十種化學鍍鎳層，而且有些鍍層已經在實際生產中得到了廣泛應用。雖然已經有很多人對化學鍍鎳的機理做了不少的研究，并提出了相關的理論，但是這些理論無法完全解釋生產過程中出現的問題，因而對于化學鍍鎳技術的研究工作還在不斷的繼續。本文簡單介紹了化學鍍鎳技術的發展歷程、化學與熱力學原理、特點以及工業應用，以供有關人士參考。

參考文獻：

[1]黃天尉.化學鍍鎳技術應用研究.科技創新導報，2009（32）.

篇2

關鍵詞： 碳纖維；場發射；化學鍍

中圖分類號：TN383文獻標識碼：A

Synthesis and Field Emission Properties of Electroless Nickel Film Deposition on Carbon Fibers in the FED Component

YANG Lan1, GUO Tai-liang2

(1. College of Science, Jimei University, Xiamen Fujian 361021, China; 2. College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University, Fuzhou Fujian 350002, China)

Abstract: Carbon fibers (CNFs) were surfacial metallized by electroless deposited with nickel, and their field emission properties were investigated by diode test. The results indicated that the CNFs owned better field emission properties after electroless depositing nickel for 30 min, pH=4.6, with nickel metal quality increment ratio ΔG/G as 49.5%. The morphology and composite of Ni-coated CNFs were characterized by scanning electron microscope (SEM) and the pectroscope (EDS), respectively. The results indicated nickel film on CNFs were amorphous and had better surface. The field emission tests showed when applied voltage was 832V, Ni-coated CNFs appeared bright dots, and the current density achieved 0.65mA, under applied voltage 1,456V. It was been calculated the field emission enchance factor β of Ni-coated CNFs as 1,376, that was 4.83 times as the CNFs'.

Keywords: CNFs; field emission; electroless

引 言

場致發射顯示器（field emission display，FED）是一種主動發光型平板顯示器件，它利用陰極發射電子轟擊陽極熒光粉而發光[1]。FED顯示器首先要求場致發射陰極材料具備良好的場致發射性能，即較低的工作電壓、較高的場發射電流密度、優良的物理和化學穩定性，因此場發射陰極陣列（FEA）是整個FED的核心部分。場發射陰極陣列常采用碳基材料如類金剛石材料、金剛石材料、碳纖維、碳納米管等。碳納米管CNT及碳纖維CNFs擁有負電子親和勢，而大大降低場發射器件的工作電壓，具備突出的場致發射性能。Y. Chen等在2.5V/μm外加電場E下獲得了μA級別的場致發射電流J[2]。為了進一步改善碳納米管CNT、碳纖維CNFs的電學和光學等諸多性能，針對碳納米管CNT、碳纖維CNFs開展了各種表面修飾方法研究。顏士欽等[3]制備了碳纖維-石墨-銀基復合材料，利用碳纖維CNFs良好的導電性和導熱性，應用于雷達電刷傳輸電訊號。

目前對非金屬材料表面修飾的方法主要有氣相沉積（PVD和CVD）、磁控濺射、高能束流輻照、表面化學鍍[4]等方法。通常濺射需要其基底材料形狀規則、平整，而表面化學鍍法因具有不受基底材料形狀限制的優點，即無論基底材料形狀如何特殊、復雜，只要技術適當，就可以在基底材料上完整鍍上均勻鍍層，而且鍍層厚度比較均勻一致，效果好，尤其適合對碳納米管CNT、碳纖維CNFs的表面金屬化改性。

鎳由于其導電性強，電阻率低，有穩定的物理、化學性質，在電學、光學和催化等眾多領域應用廣泛。化學鍍是一個無外加電場的電化學反應過程，是在沒有外電流通過的情況下，利用還原劑將溶液中的金屬離子還原，在呈催化活性的物體表面形成金屬鍍層的一種鍍覆技術[5]。目前對碳納米管CNT、碳纖維CNFs表面化學鍍鎳的研究主要集中在軍事領域高性能的電磁屏蔽效率（EMISE）[6]和CNT陰極場致發射顯示器的研究[7]，對碳纖維CNFs表面化學鍍鎳的場發射性能研究不深入。

本文研究了碳纖維化學鍍鎳工藝的優化，通過場發射測試系統（Keithely 4200）測試碳纖維化學鍍鎳陰極材料場發射I-V特性，利用場發射F-N方程理論計算碳纖維化學鍍鎳的場增強因子β，說明碳纖維CNFs表面化學鍍鎳后，復合材料的場發射性能得到有效提高，為開發新型碳基場發射陰極材料提供了一個有效途徑。

1實驗

1.1碳纖維CNFs表面預處理

碳纖維CNFs采用東麗聚丙烯腈碳纖維（PANCF，蘇州萬凱貿易有限公司），每束3,000根，單絲直徑7μm。其它試劑均為市售化學純，未經特殊處理。碳纖維CNFs屬于非金屬材料，表面活化能很高，化學性能穩定，表面光滑，耐腐蝕，沒有自催化本領，很難與鐵、鎳等金屬原子或其它化合物浸潤[8]，為了確保金屬單質能沉積在碳纖維表面，化學鍍反應持續穩定。

在進行碳纖維化學鍍鎳之前必須要對碳纖維表面進行預處理，預處理包括除油、粗化、敏化、活化、還原六個步驟。粗化是為了使碳纖維表面粗糙，化學刻蝕碳纖維表面，使碳纖維表面呈溝槽狀，增大碳纖維CNFs表面與鍍層金屬原子之間的咬合力；敏化是在碳纖維表面形成催化功能的金屬核結點，形成凝膠狀絡合物質[Sn(OH)3Cl]2-吸附在碳纖維的表面，保證化學鍍能夠在其表面上順利進行；活化是進一步激活碳纖維表面催化活性金屬中心[8]。本實驗碳纖維活化是將敏化好的碳纖維CNFs加入到PdCl2溶液中，Pd2+被吸附在碳纖維表面上的亞錫離子（Sn2+）還原為單質鈀原子（Pd），包覆在碳纖維CNFs表面上，形成了一定數目的催化活性金屬Pd中心點。經過預處理的碳纖維用去離子水清洗后放入化學鍍鎳電解液中施鍍。預處理工藝參數如表1所示。

1.2碳纖維CNFs表面化學鍍鎳過程

碳纖維CNFs表面化學鍍鎳是用還原劑次亞磷酸鈉（NaH2PO4?H2O）把溶液中的鎳離子Ni2+還原為單質鎳Ni，并沉積在具有金屬催化活性的碳纖維表面，其反應式為：

H2PO2-+H2OHPO32-+2Had+H+（1）

Ni2++2HadNi+2H+（2）

H2PO2-+H++Had2H2O+P（3）

影響碳纖維表面化學鍍鎳的因素復雜多樣，除了主鹽NiSO4和還原劑NaH2PO4的濃度比較關鍵外，PH值、溫度、施鍍時間等工藝參數對鎳層厚度和均勻性都有影響。先用正交實驗[9]初步確定最佳碳纖維化學鍍鎳配方和工藝參數，在保持配方和其它工藝參數不變的情況下，研究pH值對碳纖維表面化學鍍鎳增重率的影響。通過正交實驗得到的配方和工藝參數如表2所示。

取30g/L綠色硫酸鎳溶液，不斷攪拌下加入絡合劑檸檬酸鈉溶液，超聲分散3分鐘，再加入35g/L還原劑磷酸二氫鈉溶液、30g/L緩沖劑氯化銨溶液和穩定劑醋酸鈉，攪拌均勻后，用事先配好的2mol/L的NaOH溶液調節pH值，并不斷攪拌得到藍色鍍液。將活化后的碳纖維CNFs加入化學鍍電解液中，再加入痕量的表面活性劑，置于80℃水浴中手動不停機械攪拌。化學鍍完畢后，用去離子水清洗干凈，50℃烘干待用。

1.3測試及表征

用掃描電子顯微鏡SEM（HITACHIS-3000N型）對鍍鎳碳纖維進行形貌觀察；采用英國Oxford公司的EDS能譜儀（Link-ISIS型）對鍍鎳碳纖維進行成分分析，能譜掃描范圍為40×40μm的面掃描；用精度為10-4g的分析天平稱出碳纖維化學鍍鎳前后的質量，計算增重率ΔG/G；用DT-830型數字萬用電表測量碳纖維鍍鎳前后的電阻；將鍍鎳碳纖維陰極與涂有CRT高壓綠色熒光粉的ITO基板構成二極結構，陰陽極間使用專用絕緣材料制成的支撐體組裝成場發射FED顯示器件，并將其放置于真空度高于5×10-5Pa場發射測試系統（沈陽天成真空科技）中進行場發射I-V特性測試；對鍍鎳碳纖維進行場發射I-V特性測試，隔離子高度為6mm，測試均采用相同的電極。

2實驗結果與分析

2.1碳纖維表面化學鍍鎳增重率的測量

采用精度為10-4g的分析天平稱出碳纖維化學鍍鎳前后的質量，計算增重率ΔG/G，其中增重率ΔG/G：

2.2PH值對碳纖維化學鍍鎳增重率的影響

PH值對碳纖維化學鍍鎳增重率的影響極大。本實驗中選擇主鹽NiSO4?6H2O的濃度為35g/L，還原劑NaH2PO2?H2O的濃度為35g/L，即主鹽與還原劑濃度比例是1:1，溫度為80℃。在所有實驗工藝參數確定的情況下，測量不同pH值（pH值范圍為3.0～5.5）對碳纖維化學鍍鎳的影響?；瘜W鍍實驗中pH值是一個重要控制指標，pH數值直接影響碳纖維表面化學鍍鎳增重率和化學鍍反應的穩定性。實驗結果如圖1所示。

圖1表明，碳纖維表面化學鍍鎳增重率受pH值的影響比較大。實驗開始，當pH值小于3時，碳纖維表面幾乎無鎳金屬析出，幾乎沒有化學鍍反應；pH值較低（3～4）時，碳纖維增重率也較低；隨著pH值的升高，增重率很快增加；當pH為4.6左右時，碳纖維增重率達到最大值，此時在實驗中可以目測到化學鍍反應比較平穩；隨著pH值繼續升高，碳纖維的增重率反而呈下降趨勢，反應中鍍液出現渾濁，說明有沉淀物析出；當鍍液的pH值大于6.5時，鍍液變得非常渾濁，有大量沉淀物析出，同時有大量氣泡產生。這主要是由于隨著pH值的升高，H2PO2-的還原能力急劇增強，尤其當pH大于6.5值時，鎳的配合物被嚴重破壞，形成鎳的氫氧化物，出現沉淀，溶液渾濁。這消耗了大量的鎳離子態，使鍍液中鎳離子質量濃度急劇下低，鎳單質的沉積速率也隨之降低，鍍液開始失效。因此鍍液的pH選擇在4.6左右比較適宜，其增重率為49.5%。

2.3碳纖維CNFs化學鍍鎳的成分分析

圖2所示為碳纖維化學鍍鎳能譜EDS圖。

從圖2可以看到，碳纖維表面鍍層薄膜材料的主要成分為Ni元素，有三個主要的Ni峰，此外，鍍層薄膜材料中還包含少量O、P元素。這說明鎳薄膜鍍層確實在活性中心上成核生長起來了，而且鎳成核過程中由于Ni本身就具有良好的催化活性，所以鎳鍍層得以不斷地沉積鍍層，不斷增厚。在能譜EDS圖中也可以看到有少量的磷（P）單質出現，這是由于碳纖維CNFs化學鍍鎳過程中置換出單質磷元素，說明碳纖維表面鍍層薄膜材料的主要成分是非完全的鎳單質顆粒，由于參雜磷的含量比較低，綜合來看碳纖維表面化學鍍鎳金屬純度比較高。

2.4碳纖維CNFs化學鍍鎳的表面形貌SEM分析

圖3所示為碳纖維CNFs化學鍍鎳前后的表面形貌SEM圖。

從圖3可以看出，碳纖維經化學鍍處理后，碳纖維表面沉積了一層金屬。圖3（1）是敏化后的碳纖維CNFs表面形貌SEM圖，從圖3（1）可以看出，敏化后的碳纖維表面有一些凹槽，碳纖維表面并不是光滑的圓柱狀，這些凹槽便于在后續的化學鍍中首先形成鎳結晶點，鎳原子先部分填充在碳纖維凹槽中，隨著鎳原子堆積的增加，鎳單質再逐漸覆蓋到整個碳纖維上。圖3（2）是施鍍30分鐘的鍍鎳碳纖維表面形貌SEM圖，從圖3（2）可以明顯地看到，在碳纖維表面已經包覆了一層鎳金屬層，鎳原子顆粒均勻地分布在碳纖維CNFs的整個表面上，顆粒的大小也比較均勻，因此整體金屬鎳層比較均勻，鍍層連續，無氣孔針孔，無漏鍍現象，在鍍鎳碳纖維表面出現一些凸起瘤狀物。目測其表面，呈金屬銀灰色，金屬光澤性強，這說明碳纖維化學鍍鎳效果非常好。

2.5碳纖維CNFs化學鍍鎳場發射I-V測試與分析

將碳纖維CNFs和鍍鎳碳纖維放入真空干燥室適當溫度下烘干10小時，保證了鎳納米材料與碳纖維基底材料接觸性能更良好，有利于場發射的穩定性。圖4所示為碳纖維CNFs和鍍鎳碳纖維為陰極的二級場發射FED器件在真空條件下的場發射I-V曲線圖。

從圖4可以看出，碳纖維表面化學鍍鎳后的場發射特性明顯比未鍍鎳碳纖維要好，開啟電壓降低，亮點出現比較早，發射電流I增強，場增強因子β增大。場發射體的發射能力主要由兩個因素決定：加在發射體表面的局域電場（βE，β為場增強因子，E為陰陽極間的宏觀電場）和發射體的逸出功F[10]。碳纖維表面化學鍍鎳原子后，在鍍鎳碳纖維表面有許多凸起瘤狀物，容易積累電荷，在碳纖維管壁形成較多的電子發射點，有效增加了發射體的局域電場，其場增強因子β增加很多。其次，碳纖維表面化學鍍鎳原子后降低碳纖維表面逸出功[10]，使電子更容易從碳纖維表面逸出，增強了發射電子的電流密度，整體上改善了材料的場發射性能。

從圖4可得，電壓為832V/μm時，出現亮點；當電壓達到1,456V時，陽極峰值電流為0.65mA。圖5所示鍍鎳碳纖維的FED發光效果圖，可以看到，以鍍鎳碳纖維為陰極的二極結構場發射FED器件發光比較均勻，穩定性好。圖6所示鍍鎳碳纖維場I-V曲線所對應的F-N計算機擬合曲線，該曲線近似為直線，說明碳纖維表面化學鍍鎳的電子發射機制是典型的場發射。

2.6化學鍍鎳碳纖維的場增強因子β的計算與分析

由半導體的場發射原理F-N方程[7]可以得到場發射電流I= V2exp(-b/V)，然后對其取對數可得公式：

I為發射電流，а為發射面積，V為電壓，β為電場增強因子。考慮B=6.83×107，d是陰陽極間的距離，Ф是材料的逸出功，本實驗中碳纖維的逸出功Ф=4.7eV，d=6mm，通過F-N曲線擬合（如圖6所示），我們可以得到曲線斜率b=3,031，從而計算出鍍鎳碳纖維的場發射增強因子β2=1,376。同樣，經過計算可得碳纖維的場發射增強因子β1=285，β2:β1=4.83:1，即碳纖維表面化學鍍鎳后其場增強因子β顯著提高，鍍鎳后場發射因子是未鍍鎳碳纖維的4.83倍。

3結論

采用化學鍍方法可以使碳纖維CNFs表面覆鍍比較好的金屬鎳單質薄膜。SEM分析明顯看到，采用本實驗的化學鍍工藝參數，在CNFs表面覆鍍的鎳金屬薄膜表面完整，無針孔，致密，金屬光澤性好。能譜儀DES測試證明鎳薄膜雜質少，純度高。對鍍鎳碳纖維進行場發射測試，通過場發射I-V測試表明，碳纖維被鎳金屬覆蓋后，場發射特性明顯優于未鍍覆鎳碳纖維，主要表現在：開啟電壓降低、發射電流增強、亮度增高。本實驗中，碳纖維表面化學鍍鎳后的場發射特性明顯提高，開啟電壓降低，亮點出現比較早，發射電流I增強，場增強因子β增大。當電壓為832V/μm時，鍍鎳CNFs陰極的二極結構場發射FED器件出現亮點；當電壓達到1,456V時，陽極峰值電流為0.65mA，發光比較均勻，穩定性好。由場發射I-V測試計算可知，其場發射增強因子β=1,376，是未鍍鎳碳纖維的4.83倍。

參考文獻

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[9] 侯偉，潘功配，關華，楊莎. 碳纖維化學鍍鎳工藝參數的優化研究[J]. 熱加工工藝，2007，36（12）：42-44.

篇3

關鍵詞：塑膠電鍍廢水 分流治理 酸化--氧化反應 迷宮沉降池

1 引言

隨著人類生活水平的提高及工業的高速發展，塑膠材料得到廣泛的應用。在某些使用條件下，有時需在塑膠件表面鍍覆一層金屬物質（如銅、鎳、鉻等金屬），以增強塑膠件的耐磨性、導電性或美觀性等。鑒于塑膠材料不導電的特性，其主要以化學鍍為主。

如以深圳某塑膠電鍍廠為例：該廠專業從事塑膠制品的電鍍。其生產工藝如下：塑膠件除油水洗酸洗水洗粗化沉鈀水洗鍍焦銅水洗化學鍍鎳水洗化學鍍銅水洗電鍍酸銅、酸鎳水洗鍍鉻成品。

篇4

關鍵詞：化學鍍；銅接地線；弱酸性；土壤介質；耐蝕性

中圖分類號：O69 文獻標識碼：A

Study of the Corrosion Resistance of Eletroless Amorphous

Ni-P and Ni-Sn-P Coatings in Weak Acidic Medium

ZHOU Hai-hui1， 2，ZHANG Cheng-ping1，2， FANG Chen-xu1，2， FENG Bing3，

XU Song3， LIAO Zuo-wei1，2， KUANG Ya-fei1，2

（1. State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and Chemometrics ， Hunan Univ， Changsha， Hunan 410082， China；

2. College of Chemistry and Chemical Engineering， Hunan Univ， Changsha， Hunan 410082， China；

3. State Grid Hunan Electric Power Corporation Electric Power Research Institute， Changsha， Hunan 410007， China）

Abstract： Amorphous Ni-P and Ni-Sn-P coatings were prepared on pure copper substrates by electroless plating. The structure， surface morphology and composition of the as-plated coatings were characterized by X-ray diffraction （XRD）， scanning electron microscopy （SEM） and energy-dispersive analysis （EDS）. The corrosion resistance behaviors of the as-plated Ni-P and Ni-Sn-P coatings were investigated by Tafel polarization， electrochemical impedance spectroscopy （EIS）， open circuit potential and accelerating corrosion indoors in wNaCl=3.5% solution at pH 5.5 and in soil with a water content of wS=20% at pH 5.5. The results indicate that electroless amorphous Ni-P and Ni-Sn-p plating of the corrosion current density is 4.5% and 1.2% of the bare copper and the two coatings offer better corrosion resistance than copper in weak acidic corrosive medium， while Ni-Sn-P coating exhibits the best corrosion resistance. Besides， the two coatings have a negative shift of self-corrosion potential when compared with Cu substrate， showing a good application prospect as anodic protective coatings for Cu ground wires in acidic or weak acidic soil medium.

Key words： electroless plating； copper ground wire； weak acidity； soil medium； corrosion resistance

隨著經濟的不斷發展，電力系統容量不斷增加，對接地裝置的性能提出了更高的要求.由于電網腐蝕帶來的電力事故逐漸增多，接地裝置的耐腐蝕性問題日益受到人們的關注.日本、歐美等一些發達國家的接地線材料多采用銅金屬[ 1]，而我國變電站多采用鍍鋅鋼材料，但是鍍鋅層對酸性土壤的耐蝕性較差，通常在南方酸性土壤介質中運行1～2年后，鍍鋅層就會完全腐蝕[ 2].其它如：增大接地體截面、采用降阻劑、涂覆導電防腐涂料等保護手段也很難使接地網在腐蝕性較強的土壤中得到長期、有效的保護.目前，根據國際接地材料的發展趨勢，國內部分地區已經開始采用銅或覆銅材料作為電網的接地材料.

銅接地材料的一次性投入成本是碳鋼的5～6倍[ 2]，要大規模推廣其在接地電網領域的應用，必須充分研究銅的耐蝕性能，并提出合理的保護方法以延長銅接地電網的使用壽命，降低運行成本.鑒于鎳基合金在酸性或弱酸性介質中具有優異的耐蝕性能，在航空航天、石油化工、計算機、汽車、機械等行業有著廣泛的應用.本文選擇Ni-P和Ni-Sn-P非晶態合金鍍層作為銅耐酸性土壤介質腐蝕的陽極保護性鍍層，首次系統研究其在弱酸性介質中的耐蝕性能，為銅或覆銅材料在南方酸性或弱酸性土壤介質中的大面積推廣使用提供理論依據.

湖南大學學報（自然科學版）2015年

第12期周海暉等：化學鍍非晶態Ni-P及Ni-Sn-P鍍層在弱酸性介質中耐蝕性研究

1 實 驗

1.1 化學鍍Ni-P，Ni-Sn-P合金鍍層的制備

所用基體為30 mm×40 mm的紫銅，工藝流程為：熱堿液除油去離子水洗化學拋光去離子水洗預鍍鎳活化去離子水洗化學鍍.

堿性除油液、化學拋光液的組分及工藝條件見文獻[3].由于紫銅在次磷酸鈉鍍鎳體系中無自催化活性，因此必須對基體進行活化處理，本實驗采用預鍍鎳活化，鍍液組成為：NiCl2?6H2O：240 g?L-1，鹽酸（36%～38%）：320 mL?L-1；工藝條件：以鎳板做陽極，電流密度為5 A?dm-2，時間為2 min.化學鍍鍍液組成如表1所示.施鍍工藝條件為：Ni-P，合金渡層pH為6.0，Ni-Sn-P合金渡層pH為5.0，二者的施渡溫度為85 ℃±2 ℃，磁力攪件時間為1 h，經重量法估算，二者的鍍速約為20 μm h-1.

3 結 論

1） 在pH = 5.5，wNaCl=3.5%溶液中，化學鍍非晶態Ni-P及Ni-Sn-P鍍層的自腐蝕電流密度是裸銅的4.5%和1.2%，均具有比裸銅更大的電荷轉移電阻，且兩種鍍層的自腐蝕電位均負于裸銅，可作為陽極性鍍層.

2） 在pH = 5.5，含水量為wS=20%土壤介質中，化學鍍非晶態Ni-P及Ni-Sn-P鍍層的電荷轉移電阻約是裸銅的4～5倍，且其自腐蝕電位均比銅負.

3） 在pH = 5.5，含水量為wS=20%土壤介質中，室內埋片加速腐蝕試驗發現，化學鍍非晶態Ni-P及Ni-Sn-P鍍層的腐蝕失重速率遠小于裸銅，顯示出優異的保護性能.

4） 化學鍍非晶態Ni-P及Ni-Sn-P鍍層可作為銅接地材料在酸性或弱酸性土壤介質中的陽極保護性鍍層.

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篇5

[關鍵詞]冶金設備 防腐材料 防腐方法

中圖分類號：TD327.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）13-0038-01

在濕法冶金行業里，各類設備在生產運行過程中，不同程度地受到各類酸、堿、鹽、金屬、大氣、水等各種氣相、液相、固相介質的作用而產生腐蝕，特別是在濕法冶金企業生產過程中，腐蝕更是無時無處不在。因此，加強設備設施的防腐蝕管理，對濕法冶金企業及工業化生產有著很大的意義。

為防止冶金設備的腐蝕，首先應考慮設備所處的工作環境和條件，從設備選材（結構材料自身防腐）、材料表面襯涂防腐層、電化學防腐等多方面采取措。

設備防腐方法一 ―― 結構材料自身防腐

結構材料自身防腐是設備防腐蝕的首要考慮手段，可使設備制作簡化，無須單獨進行防腐處理。 非金屬耐腐材料因性脆（無機）或強度低（有機），僅用作部分非反應器類設備的結構材料。反應器類設備一般都用金屬材料作為結構材料。1、結構材料選擇的依據：（1）根據金屬（合金）-腐蝕介質組合選擇結構材料，例如：鋼――濃硫酸，鋁――非污染大氣，鉛――稀硫酸，鈦――熱的強氧化性溶液等。（2）根據材料-環境體系選用設備結構材料，例如：在還原性環境中選用鎳、銅及其合金；對氧化性環境，采用含鉻的合金；在氧化性極強的環境中宜選用鈦及鈦合金。2、選擇時應遵循的原則：考慮腐蝕介質的性質、溫度和壓力；考慮設備的類型、結構：考慮對產品質量的要求；材料價格及來源等。選材時應立足國內資源，應大力推廣耐腐蝕鑄鐵、低合金鋼及無鉻鎳不銹鋼的應用。高鉻鎳不銹鋼盡可能少用。我國國內鈦資源豐富，在鈦材質量、價格均佳的前提下應提倡使用。

設備防腐方法二 ―― 材料表面襯涂防腐層

在金屬結構材料表面襯、涂、鍍防腐層，使金屬設備與腐蝕介質隔開，是防止金屬腐蝕的常用措施之一。采用機械或物理的方法將防腐層貼附于被保護設備的表面上。防腐層耐腐蝕材料分金屬和非金屬覆蓋層。1、金屬覆蓋層：低熔點金屬在鋼表面熱鍍，如鍍鋅、鍍鉛；零部件表面滲鍍，如滲鋁、滲鉻；電鍍，如鍍金、銀、銅、鎳、鉻；噴鍍；化學鍍等。使耐腐蝕層牢固附著在主體金屬表面上，保護主體設備免遭腐蝕破壞。金屬涂層的方法有：（1）、電化學方法：利用電極反應，在工件表面形成鍍層。主要的方法：①電鍍：在電解質溶液中，工件為陰極，在外電流作用下，使其表面形成鍍層的過程，稱為電鍍。鍍層可為金屬、合金、半導體或含各類固體微粒，如鍍銅、鍍鎳等。②氧化：在電解質溶液中，工件為陽極，在外電流作用下，使其表面形成氧化膜層的過程，稱為陽極氧化，如鋁合金的陽極氧化。（2）、化學方法：這種方法是無電流作用，利用化學物質相互作用，在工件表面形成鍍覆層。主要是：①化學轉化膜處理在電解質溶液中，金屬工件在無外電流作用，由溶液中化學物質與工件相互作用從而在其表面形成鍍層的過程，稱為化學轉化膜處理。如金屬表面的發藍、磷化、鈍化、鉻鹽處理等。②化學鍍在電解質溶液中，工件表面經催化處理，無外電流作用，在溶液中由于化學物質的還原作用，將某些物質沉積于工件表面而形成鍍層的過程，稱為化學鍍，如化學鍍鎳、化學鍍銅等。（3）、熱加工方法：在高溫條件下令材料熔融或熱擴散，在工件表面形成涂層。主要方法是：①熱浸鍍：金屬工件放入熔融金屬中，令其表面形成涂層的過程，稱為熱浸鍍，如熱鍍鋅、熱鍍鋁等。②熱噴涂：將熔融金屬霧化，噴涂于工件表面，形成涂層的過程，稱為熱噴涂，如熱噴涂鋅、熱噴涂鋁等。③熱燙印：將金屬箔加溫、加壓覆蓋于工件表面上，形成涂覆層的過程，稱為熱燙印，如熱燙印鋁箔等。④化學熱處理：工件與化學物質接觸、加熱，在高溫態下令某種元素進入工件表面的過程，稱為化學熱處理，如滲氮、滲碳等。⑤堆焊：以焊接方式，令熔敷金屬堆集于工件表面而形成焊層的過程，稱為堆焊，如堆焊耐磨合金等。（4）、真空法：在高真空狀態下令材料氣化或離子化沉積于工件表面而形成鍍層的過程。主要是：①物理氣相沉積：在真空條件下，將金屬氣化成原子或分子，或者使其離子化成離子，直接沉積到工件表面，形成涂層的過程，稱為物理氣相沉積，其沉積粒子束來源于非化學因素，如蒸發鍍、濺射鍍、離子鍍等。②離子注入：高電壓下將不同離子注入工件表面令其表面改性的過程，稱為離子注入，如注硼等。③化學氣相沉積：低壓（有時也在常壓）下，氣態物質在工件表面因化學反應而生成固態沉積層的過程，稱為化學氣相鍍，如氣相沉積氧化硅、氮化硅等。（5）、其它方法：主要是機械的、化學的、電化學的、物理的方法。其中的主要方法是：①涂裝：閑噴涂或刷涂方法，將涂料（有機或無機）涂覆于工件表面而形成涂層的過程，稱為涂裝，如噴漆、刷漆等。②沖擊鍍：用機械沖擊作用在工件表面形成涂覆層的過程，稱為沖擊鍍，如沖擊鍍鋅等。③激光面表處理：用激光對工件表面照射，令其結構改變的過程，稱為激光表面處理，如激光淬火、激光重熔等。④超硬膜技術：以物理或化學方法在工件表面制備超硬膜的技術，稱為超硬膜技術。如金剛石薄膜，立方氮化硼薄膜等。⑤電泳及靜電噴涂：工件作為一個電極放入導電的水溶性或水乳化的涂料中，與涂料中另一電極構成電解電路。在電場作用下，涂料溶液中已離解成帶電的樹脂離子，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動。這些帶電荷的樹脂離子，連同被吸附的顏料粒子一起電泳到工件表面，形成涂層，這一過程稱為電泳。在直流高電壓電場作用，霧化的帶負電的油漆粒子定向飛往接正電的工件上，從而獲得漆膜的過程，稱為靜噴涂。2、非金屬覆蓋層：非金屬覆蓋層具有優良的防腐蝕能力，在冶煉設備的防腐中占有重要的地位。非金屬涂層應滿足的條件：非金屬涂層材料在腐蝕介質中非常穩定；涂層應完整無孔，不能透過介質；涂層與主體金屬應粘結牢固，具有一定的機械強度和適當的硬度與彈性。非金屬襯里保護是應用最廣和最重要的防腐方法。襯里材料包括塑料板（硬、軟聚氯乙烯，聚四氟乙烯）、橡膠板、瓷板（磚）、陶板、石墨板、玻璃鋼等。

設備防腐方法三――電化學防腐

電化學防腐是根據金屬電化學腐蝕機理發展起來的一類防止金屬腐蝕的方法，可分為陰極保護和陽極保護兩種。陰極保護是利用外接電源或活潑金屬，往金屬設備上輸送電子，使腐蝕電池的陽極轉變為陰極或陰、陽極電位差為零；陰極保護可以用來防止各種水溶液及土壤對鋼、鐵、鉛與黃銅等金屬的腐蝕，防止各種不銹鋼或鋁等可鈍化金屬的點腐蝕，防止黃銅、低碳鋼的應力腐蝕開裂，防止金屬的交變應力腐蝕。陽極保護是利用外電源使金屬設備變為陽極，金屬表面形成耐腐蝕薄膜而鈍化，降低腐蝕速度：陽極保護可以用來保護陽極化后容易鈍化的金屬和合金（碳鋼和不銹鋼），但不能保護鋅、鎂、隔、銀、銅或銅基合金。

冶金設備防腐沒有一種萬能的方法。為防止設備腐蝕，可采用多種措施，綜合考慮設備選材、結構設計及設備所處的工作環境等各方面的因素，合理利用上述三種設備防腐方法，尋求最佳的防腐措施！

篇6

摘要:介紹了一種用于航空航天零部件的高耐腐蝕性鍍鎘層結構，包括金屬基體、預鍍層、中間鍍層、鍍鎘層以及鈍化層，其中所述金屬基體為鋼鐵基體和鋁合金基體。對鍍層結構進行中性鹽霧試驗2064h其表面無白色腐蝕物生成，耐鹽霧性能比航天工業部標準QJ453-1988《鍍鎘層技術條件》中96h中性鹽霧試驗的要求高21倍。這種保護層在耐腐蝕性上取得了重大突破，能大幅度提高航空航天零部件的使用壽命。

關鍵詞:航空航天零部件;無氰鍍鎘;鍍層結構;高耐腐蝕性

引言

傳統的氰化鍍鎘溶液性能穩定，鍍層質量優良，因此，航空航天、航海以及一些特殊電子零部件采用氰化鍍鎘工藝制備防護層。氰化物是國家嚴令禁止使用的污染物之一，用無氰鍍鎘代替氰化鍍鎘已成為業內進行研究的熱點課題。按照國家發展改革委員會《產業結構調整目錄(2011年修改版)》的要求和貴州省經濟和信息化委員會《關于淘汰部分含有毒有害氰化物電鍍工藝專題會議紀要》(黔經信專議［2013］67號)工作部署，貴州省內電鍍企業在2016年底前淘汰氰化物鍍鋅和氰化物鍍鎘有毒有害生產工藝。應貴州省裝備制造業協會表面工程分會的要求，廣州超邦化工有限公司開發了NCC-617無氰酸性鍍鎘工藝，提供了一種用于航空航天零部件的高耐腐蝕性鍍鎘層。NCC-617鍍鎘電鍍廢水用二甲基二硫代氨基甲酸鈉沉淀處理后，鎘離子的質量濃度小于0．01mg/L，滿足GB21900-2008《電鍍污染物排放標準》要求。

1鍍鎘工藝

無氰鍍鎘溶液成分及操作條件。

2制備流程

2．1鋼鐵基體鍍鎘鋼鐵基體鍍鎘具體操作如下:

1)前處理。對鋼鐵零部件進行堿性化學除油水洗堿性陽極電解除油水洗酸洗水洗陰極電解除油水洗活化水洗的工序。

2)鍍鎘。采用NCC-617無氰鍍鎘工藝制備鍍鎘層，其δ為6～20μm，按GB/T13346-1992標準在200℃對鍍件進行除氫處理20h。

3)鈍化。鍍鎘層經2%～3%的硝酸出光水洗鉻酸鹽低鉻彩色鈍化水洗干燥60℃老化15min，鈍化層δ為0．3～0．5μm。

2．2鋁合金基體鍍鎘鋁合金基體鍍鎘具體操作如下:

1)前處理。對鋁合金零部件進行化學除油水洗浸蝕水洗出光水洗的工序。

2)浸鋅。第一次浸鋅水洗退鋅水洗第二次浸鋅水洗。

3)化學預鍍鎳。在浸鋅層上采用專用的堿性化學鍍鎳溶液制備化學預鍍鎳層。

4)鍍鎳。在化學預鍍鎳層上采用瓦特鍍鎳溶液制備鍍鎳層，其δ為5～10μm。

5)鍍鎘。在電鍍鎳上采用NCC-617無氰鍍鎘工藝制備鍍鎘層，其δ為6～20μm;然后200℃對鍍件進行除氫處理20h。

6)鈍化。鍍鎘層經1%～3%的硝酸出光水洗鉻酸鹽低鉻彩色鈍化水洗干燥60℃老化15min，鈍化層δ為0．3～0．5μm。

3鍍層性能

3．1耐腐蝕性

鋼鐵件按上述工藝制備的鍍鎘層，按照GB/T10125-1997《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》進行中性鹽霧試驗。試驗結果表明，采用NCC-617無氰鍍鎘工藝制備的鍍鎘層耐腐蝕性能明顯高于氰化鍍鎘工藝，測試2064h鍍件表面無白色腐蝕物生成，耐腐蝕性比航天工業部標準QJ453-1988《鍍鎘層技術條件》中96h中性鹽霧試驗的要求高21倍。

3．2柔軟性

用彎曲法定性檢驗鍍層的脆性，采用δ為0．2mm的黃銅片按NCC-617工藝鍍鎘，鍍層δ為23．7μm，將試片彎曲180°，鍍鎘層無爆裂，鍍層柔軟性較好。

3．3結合力

按JB2111-1977《金屬覆蓋層的結合強度試驗方法》，以熱震試驗法測定鍍層結合力。將鍍件放在烘箱中加熱至190℃，然后取出放入室溫水中驟然冷卻，鍍層沒有起泡和脫落，結合力良好。

4結語

NCC-617無氰酸性鍍鎘工藝是為滿足航空航天企業的要求而開發的，使用的添加劑與配位劑，克服了含EDTA無氰酸性鍍鎘工藝存在的鍍層性能差和廢水處理困難的缺點。在貴州省航空航天企業的應用表明，NCC-617無氰鍍鎘層耐蝕性、柔軟性及結合力等性能均滿足航空航天工業部標準的要求，并且廢水處理能夠達標排放，尤其是鍍層的耐腐蝕性取得了較大的突破，能大幅度提高航空航天零部件的使用壽命，受到了航空航天企業的青睞。

參考文獻

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篇7

關鍵詞：電鍍廢水， 分流處理工藝 ， 綜述

Abstract: the article introduces the electroplating wastewater treatment process of diversion, after nearly two years of practical application shows that the technology can meet the national stable operation of the electroplating standards for pollutants discharge "(GB21900-2008) of the first grade level.

Keywords: electroplating wastewater, tap processing technology, and reviewed in this paper

中圖分類號： V261.93+1文獻標識碼：A 文章編號：

1 引言

電鍍是利用電化學的方法對金屬和非金屬表面進行裝飾、防護及獲取某些新性能的一種工藝過程利用電解工藝，將金屬或合金沉積在鍍件表面，形成金屬鍍層的表面處理技術。

1.1綜合電鍍廢水的來源主要是因鍍種不同而產生的不同重金屬的電鍍漂洗廢水及電鍍前對鍍件進行酸洗或堿洗而產生的酸性或堿性廢水。其成分復雜且污染較大；

1.2傳統的電鍍廢水處理大多采用氫氧化物或者硫化物沉淀法，利用重金屬的氫氧化物或硫化物溶度積較小的特性沉淀其中的重金屬離子；

1.3由于電鍍行業的飛速發展，近年來，電鍍企業為了保證鍍液的穩定性、使用壽命和鍍層質量，在鍍液中加入了很多的絡合劑、穩定劑、加速劑、pH 緩沖劑和光亮劑，這些物質大部分為有機物，如銨鹽、焦磷酸鹽、EDTA、檸檬酸鹽、乳酸、蘋果酸、酒石酸、丁二酸等，這些物質與Cu2+、Ni2+具有極強的絡合性，它們隨鍍件漂洗水排入酸堿綜合廢水中后容易與Cu2+、Ni2+形成非常穩定的絡合物〔8-9〕，給廢水的處理帶來很大的困難。為此，筆者采用以下廢水處理工藝方法處理電鍍廢水，有效解決了上述問題。

2 分流處理工藝

2.1工藝流程

以東莞某塑膠電鍍廠為例：該廠專業從事塑膠制品的電鍍。其廢水處理工藝如下：

2.2 廢水水量及水質

廢水設計處理量為50m3/h，其中含鉻廢水（主要為粗化及鍍鉻環節產生的廢水）20 m3/h，含絡合物廢水（主要為鍍焦銅、化學鍍銅、化學鍍鎳廢水等含絡合物的廢水）10 m3/h，綜合廢水（即酸洗、除油及電鍍類廢水）20 m3/h。

2.3 排放水質要求

廢水經處理后達到需達到《電鍍污染物排放標準》（GB21900-2008）之一級標準。即六價鉻≤0.2mg/l，總銅≤0.5mg/l，總鎳≤0.5mg/l，化學需氧量≤80mg/l，懸浮物≤50mg/l等。

2.4工藝說明

含鉻廢水，絡合廢水，綜合廢水分別進入各自的調節池均質。含鉻廢水泵入還原中和池，先投加H2SO4及 Na2SO3進行還原（實際運行中，H2SO4極少加），還原后的廢水再投加片堿溶液進行中和（pH=7～8），并投加有機高分子絮凝劑進行絮凝。絡合廢水泵入破絡反應池，先投加稀硫酸溶液調pH在3左右，再投加漂白粉溶液進行氧化，此過程的時間約1.5h，須長于普通的氧化反應。破絡后的廢水再投加片堿溶液調pH至10.5左右，同時投加有機高分子絮凝劑進行絮凝。綜合廢水泵入中和反應池，先投加FeSO4，可起置換、還原及混凝作用，再投加片堿及石灰溶液調pH至10.5左右，同時投加有機高分子絮凝劑進行絮凝。以上三種廢水進入各自的迷宮沉降池進行固液分離后，出水自流至中間池，再泵至砂濾罐過濾，過濾后的出水自流至pH回調池進行pH調整，出水自流至清水池后達標排放三個迷宮沉降池的污泥均排至污泥池，再泵至壓力污泥罐，通過壓縮空氣的壓力將污泥壓至板框壓濾機脫水，脫水后的干泥交專業公司回收，濾液回流至調節池。

2.5廢水處理設備

由于電鍍廢水中含有多種金屬離子，通常采用氧化還原等方法處理含氰、六價鉻離子廢水，采用中和、沉淀、絮凝的方法處理廢水中的酸堿、重金屬離子，最終達到污泥收集和污水回用的目的，提高水的循環利用率，排放廢水達到國家污水綜合排放標準。設用范圍：含鉻、鎳、銅、鋅、鐵等重金屬的電鍍廢水處理設備自動化操作系統。

3 設計參數

表1主要構筑物及設計參數

4 工程調試及運行

4.1調試過程

4.1.1 在調試過程中發現, pH是控制Cr6+還原反應的關鍵因素, pH大于3 時,反應緩慢。因此在反應之前, 要先根據廢水狀況調節廢水的pH為2.5～3,再投加化學還原劑,經充分混合、完全反應后,Cr6+大部分轉化為Cr3+；

4.1.2 在混合反應池中投加Ca(OH)2 與投加NaOH 相比要便宜得多,但是,最終形成的微溶性鈣鹽在一定程度上會影響出水水質。調試發現在混合反應池中加入少量的混凝劑聚氯化鋁(50 mg/ L) 可使出水清澈,且總運行費用仍然較直接投加NaOH低。投加順序為Ca(OH)2 聚氯化鋁PAM。懸浮顆粒借助聚氯化鋁形成微絮體。最后投加少量PAM ,即可形成淡黃色的大顆粒絮體沉淀物,通過沉淀去除,而使上清液清澈。由于聚氯化鋁的加入會使廢水的pH有所下降,因此投加Ca(OH) 2 時應適當提高廢水的pH,使其維持在10～15左右；

4.1.3 該項目的水量較小,水質和水量較為穩定,采用人工控制進水、排水和加藥系統,使設備投資有所減少。

4.2 處理效果

該工程于2010年6月竣工并進行調試,2011年3月投產運行。根據現場調試的檢測結果經本工藝處理后,各種污染物的去除率均在90%以上,處理后出水水質全部達標,具體數據見表2。

表2處理后出水水質及排放標準

5主要技術經濟指標

該工程設計處理量為50m3/h，占地面積約380m2，工程總投資約80萬元。其中設備費用37.5 萬元,土建費用29 萬元,其他費用8.5 萬元,水處理成本為2.58 元/m3 , 其中運行成本為2.27 元/m3，日常運行費用約4.0～5.0元/m3廢水（不計設備折舊費）。

6 綜述

6.1該工程投資少,占地面積小,運行費用低,技術成熟,運行穩定可靠,且操作方便、易于管理,適用于不同規模電鍍生產企業；

6.2廢水處理效果好,出水清澈,部分可回用至水質要求不太高的生產清洗工序或作為生活雜用水(如沖廁、綠化等) ,節約水資源,減少污染物總排放量；

6.3電鍍廢水中含有較多的貴重金屬離子,建議研制和采用新的處理工藝,實現廢水重金屬離子的回收利用。采用無或少排廢水的自動電鍍生產線,減少用水量和廢水排放量。提高電鍍車間的管理水平,簡化廢水處理工藝,降低處理成本,做到清潔生產。

［參考文獻］

［1］馬小隆，劉曉東，周廣柱，電鍍廢水處理存在的問題及解決方案［J］.山東科技大學學報：自然科學版，2005，24（1）：107－111.

［2］DB4426—2001廣東省地方標準水污染物排放限值［S］.

［3］GB8978—1996污水綜合排放標準［S］.

［4］ 國家環保局. 水和廢水的監測分析方法［M］. 3 版. 北京：中國環境科學出版社，1989：350－380.

［5］ 戎馨亞. 化學鍍鎳廢液的處理及資源回收利用［D］. 蘇州：蘇州

篇8

關鍵詞：ABS 電鍍 粗化工藝

一、前言

ABS相對于PS在耐沖擊強度、抗張力、彈性模量等方面均有明顯改善，且無負荷時熱變形溫度高，線脹系數小，因而加工成型后收縮小、吸水率低，適合制作精密的結構制品，在工業領域特別是電子儀器儀表等產業中得到廣泛應用。而使得ABS塑料的應用進一步擴大的最主要原因，就是它最先開發出了能夠工業化電鍍加工的性能，使得產品的外觀具有更豐富的表達，至今仍然是最適合電鍍的工程塑料。

小家電、潔具領域的塑料電鍍因為考慮成本及實際使用情況多采用通用ABS而非專業電鍍級ABS材料，因此向客戶提供合適的電鍍工藝指導成為提高產品市場占有率的一個重要因素。

二、電鍍前處理工藝介紹

塑料制品一般為非導電體材料，在鍍前必須進行一系列的預處理，使其表面金屬化，成為導體，才能進行電鍍。塑料電鍍質量優劣的關鍵是嚴格掌握鍍前處理。同時不同配方ABS對鍍層質量的影響也主要在前處理階段體現。 具體步驟如下：

1.化學除油

清除塑料制品表面油脂的目的是為了下一道粗化處理時能夠被溶液所潤濕，使其表面得到均勻的粗化層，以提高表面與金屬的結合力。

塑料制品進行化學除油，通常采用有機溶劑、熱堿溶液或者酸性溶液。ABS塑料制品的化學除油一般多采用熱堿溶液，處理過程中應控制溫度為50-55℃。溫度過高會引起制品變形。許多中小電鍍廠均將除油此步驟與后段粗化合并來節約成本。

2.粗化

塑料制品表面粗化的目的，是改善其表面憎水性質。經過粗化處理后的塑料表面，將呈現微觀粗糙狀態，從而增強了親水性，這樣能保證鍍層具有良好的結合力。ABS塑料表面的粗化方法，最常見的是鉻酸-硫酸溶液處理。見表2-1

三、 中和處理

中和處理一般是利用堿溶液或酸溶液來清除制品表面殘留的粗化液。此外。還要將鉻酸進行還原，防止有害殘留物質污染敏化溶液和活化溶液。

四、活化處理

現潔具電鍍多采用化學鎳，一般除了化學鍍銀可在敏化后直接進行外，其他化學鍍都需要進行活化處理?；罨幚砗蟮乃芰媳砻鎸⑽揭粚佑谢钚缘慕饘傥⒘?，能使化學鍍正常進行。現通常使用一步活化法進行化學鍍鎳。也就是采用膠體鈀法一步活化。并且由于表面活性劑技術的進步，在商業化活化劑中，金屬鈀的含量已經大大降低，0.1g/L的鈀鹽就可以起到活化作用。

Sn2+（吸附物質） + Pd2+ = Pd +Sn4+（可溶性物質）

5.解膠處理

應用膠體鈀活化的塑料表面，因吸附的是膠體鈀微粒，其本身沒有催化活性，所以還必須用酸溶液或堿溶液進行解膠處理。

三、影響鍍層結合力的因素

鍍層結合力檢測標準主要是劃格法測剝離力，評判標準如下：

從表上可知：劃格法測剝離力時剝離面積越大則鍍層結合力越差。

1.ABS塑料組成結構的影響

ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚得到的聚合塑料。其名稱代號ABS正是這三種單體英文名的第一個字母的組合。

在這個共聚體中，A成份和S成份構成骨架，而B成份也就是丁二烯是以極細微的球狀分散在這個架構中。這種結構使得ABS塑料具有一定硬度、韌性和強度，且收縮性小。

根據鍍層物理結合力理論，鍍層與塑件的結合力直接跟粗化后表面形成的微孔數量及孔徑有關。通過實驗得出粗化后微孔數量除了與粗化工藝有關外，同時與ABS材料中丁二烯含量及丙烯腈含量存在正比關系。見表3-1

表3-1

從試驗可知，ABS中丁二烯含量達到21.0%時，丙烯腈含量達到22.62～25.34%時最有利于提高鍍層的質量。

2. 成型條件的影響

丁二烯既然是分散在ABS本體中的，那么在成型過程中就會受到成型條件的影響。并將因成型條件的不同而呈現出不同的形狀，比如是球形或者扁平狀，也可能是流體狀等，其每個球形的粒徑大小也不可能是完全一致的。

使用電子顯微鏡可以觀察到表面上平均直徑在1μm以下的凹孔。根據機械結合力理論，孔部的剖面呈球形最好，這時的結合力是最高的。

材料流動性差異導致熔融塑料在充模過程中其內部橡膠顆粒產生不同的形變。流動性低的產品橡膠顆粒形變大，相應產品冷卻后內應力大，鍍層結合力會下降。如下圖所示。

3.粗化工藝條件的影響

實驗采用了不同的粗化對比，尋找達到通用ABS材料最佳粗化效果的工藝條件。

從上述實驗結果可以看出提高CrCO3濃度、粗化溫度及延長粗化時間均可以提高塑件表面微孔數量，但過度的粗化工藝不但帶來經濟效率的降低同時也使鍍層剝離強度下降；通過實驗得出最佳的ABS粗化工藝范圍如表3-4所示：

表3-4 最佳粗化工藝

四、結論

合理的粗化工藝不但能節省藥劑、電力及時間，而且能為后續電鍍創造更有利的條件，得到的制品質量也有保證。通過一系列的實驗我們得出了通用ABS較好的粗化工藝，為生產及研究試驗提供了一定的參考價值。

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篇9

       材料科學與工程

        (1)一維鏈狀化合物｛（c_2h_（10）n_2）[mo_3o_（10）]｝_n的水熱合成、晶體結構與表征 王志花 趙勝能 靳素榮

        (5)一種新的配合物煙酸鍶的合成及表征 賈金等 廖輝偉 周遠 潘亞妹 姜珊 張敏

        (9)低溫燃燒法制備超細釩鋯藍陶瓷色料的研究 王雙喜 韓德鴻 羊俊 黃國權 張勇

        (13)氟塑料表面化學鍍鎳及鍍層性能的研究 張敏 廖輝偉 周遠 潘雅妹 賈金等 姜珊

        (18)粗集料嵌鎖型高性能混凝土的研究 沈衛國 李家勝 安濤 吳慧丹 程娟 張曉飛

        (22)粉煤灰摻加增強固化劑jns-1路用性能試驗研究 沈正 董祥 宗蘭

        (28)羽毛纖維加筋瀝青及瀝青混合料的性能分析 曹林濤 叢林 郭聲波 杜心蕊

        交通科學與工程

        (32)玻璃集料瀝青混凝土路用性能的室內試驗研究 宋程 張金喜 王劍

        (37)面層層間接觸對瀝青路面設計參數的影響 楊博 張爭奇 栗培龍 張慧鮮

        (41)船用智能化低速柴油機電控排氣閥hil仿真試驗平臺設計與實現 舒暢 楊建國 王勤鵬

        (46)駕駛人車道變換決策分析 彭金栓 付銳 石磊磊 張瓊

        (51)基于空間連接的公路震害數據屬性關聯 賈興利 許金良 楊宏志

        (55)散貨碼頭裝卸工藝系統仿真分析與建模 張小亞

        土木工程

        (60)利用pkpm和matlab優化剪力墻結構抗震設計研究 宋志勇 李雪平

        (65)基于復合梁的鋼橋面鋪裝斷裂參數數值模擬 陳春紅 錢振東

        資源與環境工程

        (70)tio_2光催化劑的制備及其降解甲基橙的研究 蘇曉鋒 董金慧 許士洪

        (73)環境友好型含氮硼酸酯的防銹性能研究 張佳 楊紅剛 陳琛 曹居正 畢玉巖

        (77)能源植物人工濕地處理生活污水試驗研究 鄒書成 吳暉 夏世斌 寇丹丹 魏若苗

        (83)基于分維的遙感影像最佳分割尺度研究 崔巍 李榮 姚志武 陳建斌 湯世明 李清清

        機電工程

        (87)挖掘機機液耦合復雜系統仿真分析及試驗驗證 何清華 郝前華 李鐵輝 陳艷軍 舒敏飛

        (93)基于查表法的led色度學參數測試方法研究 林衛國 郭順生 楊明忠

        汽車工程

        (97)稀土la_（0.9）k_（0.1）coo_3催化劑的電加熱催化轉化效果研究 王偉 王群濤

        (101)基于modelica太陽能電動汽車多領域統一建模與仿真 熊會元 陳承鶴 宗志堅 于麗敏

        信息與計算機工程

        (106)直覺模糊多屬性決策自適應一致性算法研究 胡玉龍 黃勝 侯遠杭 王文全

        (111)基于梯形模糊數和二元語義需求權重確定方法 舒婷 劉泉 艾青松 劉偉

        (115)非線性系統未知時變參數的模型算法學習辨識 曹偉 孫明

        (120)mips核的嵌入式linux系

統的家庭網關 瞿錦霞 張勁松

        (125)三維場景中角色自動尋徑算法研究 孟赟 劉邦權

        (131)基于cacti與飛信的網絡實時報警平臺 王鑫 蔣天發 蔣巍

        無

篇10

“就是這么小的一個產品嗎？”在錦州韓華電裝有限公司的會議室里，記者看著眼前這個設備有點不敢相信――這個設備的大小形狀和兒童玩具賽車中的電機差不多，沒有任何科技感，似乎只是一個普通的電子元器件。

韓華電裝有限公司的員工孟磊用手掂著這個小小的設備，笑著點頭，說：“這個叫電樞，是用在汽車油泵上的，我們整個項目組搞的創新，就是在電樞上面鍍了鎳?！?/p>

這句話說得輕飄飄，給人感覺很容易，但誰能想到，這種電樞鍍鎳技術是整個項目組經過無數不眠之夜、耗費了無數心血才獲得的成果。而這個看似輕飄飄的成果，僅投產半年時間，就為這家企業創造了7600萬元的收入。

這是一次在工會主導下、通過職工合理化建議模式而造就的優秀案例。

誘人的巨額訂單

2015年，為進一步應對經濟下行壓力，遼寧省總工會了《省總工會關于在應對經濟下行壓力中充分發揮工會組織作用的意見》，并隨后實施辦法?！兑庖姟分刑岢鲛k好10件實事，助力遼寧振興，其中第一件就是組織開展 “百萬職工技術創新”立功競賽活動。省總工會將對一次性創造價值500萬元或年創價值1000萬元以上的職工創新成果給予即時表彰，評選年度全省職工“十大創新成果”“十大創新能手”“十大技能標兵”“十佳合理化建議”和50個省級示范性勞模創新工作室，完善并運用常態化的激勵機制。

引領一線工人的技改發明、創新創造，為企業節約成本或增加效益，這本是工會的傳統項目。但值得注意的是，隨著“大眾創業、萬眾創新”的浪潮興起，社會層面的關注度開始出現變化，新時代的“萬眾創新”包含了“體制機制創新、管理創新、模式創新、技術創新”等多項內容，而社會層面更愿意關注體制機制、商業模式方面的新意和變化，技術層面則只愿關注高科技領域的突破和應用，對生產一線中的技改項目關注度反而有所降低。但遼寧省總工會在倡導大眾創業、萬眾創新的前提下，仍繼續將生產一線員工的技改創新創造作為首要推進內容。

而韓華電裝的這一重大技術突破，也恰恰得益于工會對職工技改創新的堅持和鼓勵。2015年年初，來自巴西的汽車零部件采購商反饋了一種情況――電樞是汽車油泵的核心部件，巴西已經大范圍推廣純乙醇汽油（乙醇占比超90%），由于乙醇對金屬的腐蝕性遠超傳統汽油，導致常規油泵的電樞在巴西使用壽命大大縮短，甚至無法達到應用標準。

韓華電裝這家公司的主營產品就是電樞，如果能攻克這個難題，就能夠獲得來自巴西的巨額訂單。

研發過程一波三折

汽車零部件是全球采購模式，也就是說，全球所有生產電樞的企業都在盯著這訂單，尋找技術攻關途徑。為抓住機遇，韓華電裝有限公司上下集體動員，公司工會更面向全體職工征集合理化建議。

這期間，公司一位叫馬立的員工提出了在電樞上鍍耐腐蝕金屬的設想，并提出了初步的操作方案。公司總經理馬俊陽以及工會主席羿紅娟對這一建議高度重視，隨即成立了以羿紅娟、孟磊、馬立等員工組成的項目組，沿著這一思路展開攻關。

客觀講，在電樞上電鍍金屬表層并不是沒有先例，但普通金屬難以擔當耐腐蝕的重任，例如鍍銅在使用過程中容易上銹，而且銹點脫落后會隨燃料進入發動機造成危害，而且，鍍銅通常采用化學鍍的方式，操作過程需要使用劇毒氰化物，潛在危害極大。

另一種思路是在電樞上電鍍錫，項目組成員一度沿著這一思路實踐，但隨后發現錫的熔點低，而且硬度低，電樞電鍍后附著在鐵芯表面錫層受到摩擦容易錫粒掉落，受到磕碰也會產生凹陷，電樞的使用壽命會縮短。

項目組經過反復實驗，最終仍無法在電鍍錫的方向上獲得突破，不得不重新尋找材料。相應模具需要重新制作，形成一筆不小的開支。但韓華電裝有限公司領導以及公司工會都給予支持，在投入上毫不吝嗇。項目組排除研發成本的擔憂后，幾經篩選，又將目標鎖定在了鎳上。

孟磊介紹，鎳金屬與電樞表面的鐵金屬結合力更強，熔點、硬度都比錫更高，受到摩擦或磕碰不易產生鎳粒脫落或凹陷，而且鎳同樣具有極強的抗乙醇腐蝕能力。

但是電鍍鎳在操作環節上很難把握精度，電樞的鐵芯片與片之間間隙必須保持在0.01毫米以下，在如此細微的間距做兩次電鍍對工藝和模具都提出了極高要求。項目組首先嘗試先鍍銅再鍍鎳，效果并不理想，繼而對整個研發思路做出大的修改，提出在電鍍前對電樞鐵芯進行涂油工序，隨后又引進超聲波設備，在容器內添加去油粉混合液，去除表面及鐵芯片間的雜質/油污及銹蝕等，再用超聲波水洗、再去除氧化皮，然后再進行電鍍，終于實現了在鐵芯上不鍍銅，而是連續兩次鍍鎳，讓鎳層厚度達到標準，同時鐵芯片與片的間隙降低到了0.01毫米以下。

這個過程中經歷了多次重改模具，更新設備。公司工會主席、該提案的提案人之一羿紅娟對記者說，當研發費用超過100萬元時，項目組的心理壓力非常大，拿著增加設備的申請單，站在公司領導辦公室外都不好意思進去，但馬俊陽等公司領導接過新的費用申請時卻毫不猶豫地簽字，對員工的技改創新始終充滿信心。

合理化建議“亮了”

在經歷了100多個日夜的煎熬與探索后，電樞鍍鎳技術終于成熟。2015年7月，全球著名汽車部件供應商博世公司將韓華電裝公司項目組研發的鍍鎳電樞拿到總部進行升溫耐用測試，在乙醇汽油環境下工作壽命超過6000小時，一舉超越所有同類型產品。博世公司用最快的速度和韓華電裝簽訂供貨合同，每月最低供貨量也達到3萬臺。

值得一提的是，在全球經濟低迷、汽車零部件采購價格普遍下滑的情況下，韓華電裝的鍍鎳電樞卻實現了漲價銷售。韓華電裝相關負責人介紹：“外商對原材料價格上漲導致的產品漲價一般而言是不買賬的，但如果是產品有技術革新，這種漲價他們非常認可，甚至認為是理所當然。”

僅2015年下半年，鍍鎳電樞就為韓華電裝創造了7600萬元收入。而且，由于該工藝已經領先全球同行業所有企業，目前韓華電裝正在積極申請專利。而這個由員工合理化建議推動誕生的重大技術革新也迅速得到錦州市總工會的重視，在錦州市總工會的大力推薦下，韓華電裝上報的“鍍鎳新工藝創新”提案，在遼寧省總工會公示的“全省最佳合理化建議”“優秀合理化建議”推薦名單中位列前茅，最終被評為 “最佳合理化建議”優秀提案，全省僅有6項提案獲此殊榮。省總工會、市總工會分別向該提案的項目組發放獎金。

錦州市總工會相關負責人介紹：錦州市總一直把做好職代會提案工作作為省總基層工會活力建設項目和市總建設和諧職工之家的重要內容，在落實過程中把提案工作報告作為職代會的必備項，鼓勵、引導企業和基層工會通過民主議事、民主懇談、民主協商等形式，針對企業生產經營難題、制約企業發展瓶頸、影響企業效益因素等問題，廣泛征集職工代表提案，并建立優秀提案獎勵機制，充分調動了職工群眾的積極性。通過開展合理化建議活動，企業經營者看到了職工的智慧和力量，職工找到了價值感和認同感。省總工會開展的合理化建議評選活動為基層工會職代會提案工作提供了一個很好的展示和交流平臺。在這次評選中，除了韓華電裝上報的“鍍鎳新工藝創新”獲得最佳外，錦州市總工會選送的其他7項合理化建議也全部榜上有名，錦州市總將借此次評選的有利契機繼續推動錦州工會職代會提案工作向著規范化、常態化、標準化的目標邁進。

小技改大財富

今年6月23日，遼寧省總工會巡視員閆萬達率領省總工會調研組赴錦州市調研。調研組聽取了多家企業關于一線職工高技能人才建設情況的匯報。調研組指出， “十大合理化建議”和“百佳合理化建議”優秀提案評選表彰作為省總工會的一項重要工作，對于深化企業民主管理，緊緊圍繞企業轉型升級、激發活力等具有重要意義，高技能人才是企業發展的重要動力，相關部門要進一步健全高技能人才激勵保障機制，出臺扶持培養政策，加快人才培養平臺建設，企業也要積極出實招、想辦法，從待遇上、事業上、生活上穩定和留住高技能人才，形成人才興企、人才輩出的良好環境。