稀土对Ni-P合金梯度镀层工艺及耐蚀性能的影响.pdf

论文题目：稀土对Ni-P合金梯度镀层工艺及耐蚀性能的影响

专业：材料加工工程

硕士生：侯嵬玮(签名)

指导教师：孙万昌(签名)

摘要

稀土元素由于良好的物理、化学、电、磁和光学性能，已经成功地应用在电镀、热
镀锌、转化膜及化学热处理等表面处理方法中。非晶态合金镀层由于其结构的特殊性，
使其具备了很好的综合物理和化学性能，从而引起了人们的高度重视。梯度功能材料
(FGM)是应现代工业的高功能要求而发展起来的全新型未来材料之一，其内部成分和结
构的相容性可有效地提高镀层与基体间的结合强度，改善耐蚀耐磨性。
本文以LY12硬铝合金为基体，采用化学镀的方法，选取不同的稀土元素作为添加
剂，制备了Ni-P非晶态合金镀层。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、
显微硬度、腐蚀试验等检测手段，分析了稀土元素及稀土含量对非晶态合金镀层成分、
微观结构、硬度及耐蚀性能的影响。
实验结果表明：稀土的添加可以提高镀层中P的含量以及镀层的非晶化程度，实现

了提高镀层硬度和耐蚀性能的目的。其中添加0.15g/L稀土Y(NO3)3获得的镀层综合性
能最好，镀层中P的含量达到12.76%，显微硬度高达641HV，镀层在中性、酸性和碱
性环境下均表现出良好的耐蚀性。
其次，在Ni-P非晶态合金镀层的基础上，利用功能梯度材料的设计思路，通过改
变合金镀层中P元素的含量，实现涂层内部结构逐渐由晶态、晶态+非晶态向非晶态的
梯度变化，获得Ni-P合金梯度镀层。试验结果表明：Ni-P梯度镀层与铝合金基体结合
良好，且在中性、酸性和碱性环境中，耐蚀能力均优于Ni-P非晶态合金镀层。

关键词：LY12铝合金；稀土；Ni-P非晶态合金镀层；Ni-P合金梯度镀层；显微硬度；

耐蚀性；浸泡法；极化曲线

研究类型：基础应用研究

Subject:EfectofRareearthontheProcessandCorrosionresistanceof

Ni-Palloygradientcoatings

Specialty:MaterialsscienceandEngineering
Name:WeiweiHou(Signature)

Instructor:Wan-changSun(Signature)
ABSTRACT
Therareearthelementhassuccessfullybeenappliedinsurfacetreatingtechniquessuchas
electroplating,hotgalvanization,conversionfilmandheat-treatment.Amorphousalloy
coatinghasattractedgreatinterestowingtoitsfavorablephysicalandchemicalproperties.As
oneofthepromisingmaterials,functionallygradedmaterials(FGM)havebeendeveloped
underthehighrequirementofmodernindustry.Inaddition,theadhesivestrengthbetween
coatingandsubstrateaswellasthecorrosionresistanceofthecoatingscanbeimproved
efficientlybyitscomponentandstructurecompatibility.
Employingchemicalplatingmethod,amorphousNi-Palloycoatingusingthedifferent
typesofrareearthasadditivesispreparedusingtheLY12alloyassubstrateinthispaper.The
influenceofdifferenttypeandcontentofrareearthonthecomposition,microstructure,
micro-hardnessandcorrosionresistanceofNi-Pamorphousalloycoatingswereanalysedby
meansofSEM,EDS,XRDandortherinstruments.
TheresultsshowthatthemicrohardnessandcorrosionresistanceofNi-Pcoatingare
improvedbyaddingtherareearthwhichcanbeabletoincreasethecontentoftotal