无锡钢板的制备及阴极成膜过程的研究

作     者：张春丽 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李宁

授予年度：2006年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：无锡钢板 制备 工艺参数 添加剂 XPS 

摘      要：无锡钢板(TFS)是一种代替镀锡板的镀铬薄钢板,它成本低廉,产品性能好,是解决锡资源缺乏,替代马口铁的理想产品。TFS的表面是由底层的金属铬层和上层的水合氧化物两部分组成。本文采用双液两步法,通过改变添加剂种类和浓度、电镀工艺参数、溶液pH值、添加反向电解等工艺条件,制备了铁溶出值小于200mg·m以下的无锡钢板。采用紫外分光光度计、电化学工作站和盐雾试验箱对TFS的孔隙率和耐蚀性进行了测试,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表面测试手段,对无锡钢板的表面形貌、上层水合氧化膜和底层的金属铬厚度、表面氧化膜的主要成份进行了研究。 本文研究了碘酸钾、氟硅酸、氢氟酸三种添加剂,不同浓度对上层水合氧化膜和镀铬层厚度的影响,同时研究了添加剂浓度对镀层孔隙率和整个耐蚀性能的影响。其中孔隙率是TFS的重要指标,铁溶出值要低于250mg·m,通过三种添加剂的研究比较,结果表面氟硅酸体系有较宽的实用范围及较佳的光亮度,并且制备的TFS产品能够达到要求。SEM测试结果表明,TFS的工艺中添加反向电解,有利于TFS的表面平整、均一,并且通过正交实验确定了氢氟酸和氟硅酸两个体系的合理工艺参数。 采用XPS对TFS的镀层组分与结构进行了分析与研究,结果表明TFS表面的膜层主要由CrO和Cr(OH)或CrOOH形式组成且CrO只存在于氧化膜的最外层,在溅射4min后(大约12nm-16nm)以Cr(OH)或CrOOH形式存在,而在内层铬则以金属Cr形式存在。