2.3镍铬体系防变色和无铬防镍变色
多层镍铬层体系之所以能提高镀层抗腐蚀性能是由于电化学保护的作用。电化学保护分为牺牲阳极型和腐蚀分散型两种。牺牲阳极型是通过牺牲多层镍组合镀层中电势较负的镀层来延缓电势校正镀层的腐蚀,从而使整个镀层的抗腐蚀性性能得到提高。例如,双镍层-铬型的抗腐蚀性比单层镍-铬体系好,就是因为铜基体上线沉积了一层填充性比亮镍更好的柱状结构的半亮镍,其硫的质量分数小于0.005%占镀层总厚度的75%。然后再外面套一层亮镍其硫的质量分数大于0.03%。这样的镀层的机械性能由较韧的半亮镍决定,外观又很漂亮。在单层镍铬体系中,当腐蚀介质通过铬镀层的空隙或或裂纹腐蚀穿过光亮镍层直到基体时,由于铁的电极电势比镍还负,它在镍组成的腐蚀微电池中作为阳极受到腐蚀,即腐蚀向纵向发展。在双层镍-铬体系中,当腐蚀介质通过铬层孔隙或裂纹将光亮镍腐蚀并穿透至半亮镍时,半亮镍和光亮镍组成为电池。此时,硫的质量分数较低的半亮镍的电极电势较正,作为阴极:而硫质量分数较高的亮镍电极较负,作为阳极,这样使腐蚀方向由纵向变为横向,使半亮镍层受到保护,从而使整个镀层体系耐蚀性提高。研究表明,影响该耐蚀性的主要因素是其电势差,该电势差可以测量。当半亮镍和光亮镍的电势差为影响其腐蚀速率关键性因素之一。整个镀层体系的耐腐蚀性能明显提高,微间断铬的耐腐蚀性能比常规铬体系好。因为常规铬表面的空隙或裂纹粗而少,腐蚀电流较集中,腐蚀迅速向纵深发展,在这些部位形成大量腐蚀微电池,分散了镍层的腐蚀电流,从而延缓了腐蚀速率,使得整个镀层体系耐腐蚀性能明显提高。
对于无铬防镍变色,许多金属表面的钝化处理是用铬酸盐,但由于镍本身也是非常容易钝化的,钝化后会带来对工艺有负因素的效果,铬处理的效果较差,而且铬酸盐有着不一样的性能被归于禁用化学品,现已很少有人再去研究它在新领域中的应用。近年来,人们已发现钨酸盐、纯酸盐含氧酸,磷钨算,磷钼酸等杂多酸,以及一些有机缓蚀剂[26].如苯骈三氮挫等是许多金属的有效缓蚀剂或表面防护剂,它们可在许多金属表面形成保护性防护膜[27]。
参考文献
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