《鎳基非晶微觀有序結構對耐蝕性的影響》是依託山東大學，由鄒勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鎳基非晶微觀有序結構對耐蝕性的影響
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄒勇
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
非晶鎳磷鍍層的晶化導致其耐蝕性能下降，晶化過程中，晶格排列由無序狀態逐漸轉化為有序結構，鈍化膜對腐蝕性離子的阻礙能力降低，而目前對此類鈍化膜有序無序轉變過程中耐蝕性能的變化以及鈍化膜的行為特點還缺乏足夠的認識。本項目首先使用化學鍍的方法獲得成分不同的鎳基非晶鍍層，通過解析獲得非晶組織中的有序結構參數；同時開展鎳基非晶的腐蝕實驗，獲得非晶基體腐蝕速率、腐蝕特徵數據。其次，離位測量非晶鈍化膜的結構特徵，研究有序結構對鈍化膜成分結構的影響規律；進一步，以點缺陷模型（PDM）為理論基礎，利用Mott-Schottky曲線可以確定鈍化膜中點缺陷性質以及計算出點缺陷濃度，研究鈍化膜半導體類型，利用光電化學譜計算禁頻寬度，判斷載流子的遷移率。綜合非晶局域有序結構的解析和相關鈍化膜結構特徵的研究結果，最終確定鎳基非晶表面鈍化膜的形成，獲得非晶有序結構與鈍化膜穩定性之間的關係。
結題摘要
本研究以Ni-P二元合金以及Ni-P-X（X= Cu, W, Mo）三元合金為研究對象，採用變化成分及低溫熱處理手段獲得不同的非晶組織，用X射線衍射解析非晶結構，結合電化學腐蝕試驗及鈍化膜的分析，研究微觀局域結構與材料巨觀耐蝕性之間的變化規律。對於高磷二元Ni-P合金，儘管是非晶基體，但裡面的原子團簇的尺寸並不是固定的，隨著低溫熱處理時間的延長，原子團簇的尺寸先減少後增大，對應的耐蝕性先增加後減小，說明對於二元Ni-P合金，耐蝕性和原子團簇的尺寸有關，原子團簇的尺寸越大，其與周圍非晶基體的腐蝕電位相差越大。與二元Ni-P相比，Ni-P-Cu三元合金在和二元Ni-P磷含量相當的情況下，銅的加入對於提高耐蝕性是有利的。僅從非晶結構方面分析，發現Cu的加入儘管是增大原子團簇尺寸的，但是耐蝕性還是比Ni-P二元合金提高，因此原子團簇尺寸不是影響耐蝕性的唯一因素，合金元素的影響更重要。Ni-P-Cu三元合金耐蝕性好的原因在於可以形成n-p型鈍化膜，鈍化膜的鈍化效果受鈍化電位和鈍化時間的影響。對於Ni-P-W三元鍍層，與磷含量接近的二元Ni-P鍍層相比，三元鍍層的基體結構為非晶基體上分布有少量納米相的混合體， W的添加並沒有增加鍍層的非晶化程度。對Ni-W-P三元非晶鍍層進行低溫熱處理，隨加熱時間延長，鍍層中有序團簇的尺寸先減小後增大，納米相的析出也有增多的趨勢。經低溫熱處理後，Ni-W-P鍍層耐蝕性的變化表現為先提高后降低，這主要與納米相的析出數量、有序團簇的尺寸及數量有關。對於Ni-P-Mo三元鍍層，P與Mo的沉積表現出相互制約關係，P比Mo更能促進非晶的形成，同時在耐蝕性上表現出更好的耐蝕性；非晶Ni-Mo-P三元鍍層在10% H2SO4溶液中的鈍化膜具有p-n型半導體的性質，與磷含量相同的Ni-P二元鍍層相比，形成的含Mo的鈍化膜對於提高耐蝕性是有利的。
