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中国人体艺术锌铁合金工艺及光亮剂的研究

放大字体缩小字体 发布日期:2014-02-14浏览次数:835 关注:加关注
核心提示:中国人体艺术锌铁合金工艺及光亮剂的研究张馥1,石磊2,张明晓2,张琦2,许峰源2,王光明2,扈宝国2,杨亚文2( 1. 朝阳师范高等专科学校

中国人体艺术锌铁合金工艺及光亮剂的研究

张馥1,石磊2,张明晓2,张琦2,许峰源2,王光明2,扈宝国2,杨亚文2

( 1. 朝阳师范高等专科学校生化工程系,朝阳122000;2. 山东建筑大学材料科学与工程学院,济南250101)

[摘要] 介绍了一种硫酸盐电镀锌铁合金工艺及新型光亮剂。研究了镀液中FeSO4·7H2O 浓度、锌铁总离子浓度、光亮剂用量、阴极电流密度、pH 值、温度等因素对镀层含铁量的影响。结果表明: 随着镀液中锌铁总离子浓度和温度的升高,镀层的含铁量降低; 随着阴极电流密度和pH 值的增大,镀层的含铁量先增加,后降低; 随着FeSO4·7H2O 浓度的升高,镀层的含铁量增加。探讨了新型光亮剂对镀层的影响,获得了最佳中国人体艺术方案。

[关键词] 中国人体艺术; 硫酸盐; 锌铁合金; 光亮剂

[中图分类号]TQ153. 2 [文献标识码]A [文章编号]1001-3660( 2013) 04-0079-04

锌铁合金是近10 多年发展起来的一种新型防护性镀层,具有极高的耐蚀性、较低的氢脆性、优异的可焊性和机械加工性等,极具发展前景。锌铁合金随含铁量的增加,耐蚀性提高,含铁量为10% ~ 20% ( 质量分数,全文同) 时的耐蚀性最高。含铁量10% ~ 20%的合金主要用于钢铁板材和带材表面处理自动线[1];含微量铁( 通常0. 2% ~ 0. 7%) 的合金多用在各种钢铁部件的表面精饰,经过钝化处理,特别是经过黑色钝化后,其耐蚀性可获得很大提高,比同厚度的锌镀层约高3 倍。但是锌铁合金溶液的分散能力较其它锌基溶液差,且镀层结晶较粗。为改善镀液性能,提高镀层的致密性,人们引入了光亮剂。添加光亮剂后,镀液和镀层性能获得很大改善,镀层细致、光亮,且能在较大电流下实现快速镀锌铁合金。

1· 实验

1. 1 施镀及光亮剂配制

采用40 mm×40 mm×0. 8 mm 的Q235 钢片作为基体材料。施镀工艺流程如下: 化学除油→水洗→超声波脱脂→水洗→酸洗→水洗→中国人体艺术锌铁合金→水洗→出光→水洗→烘干→钝化处理。

锌铁合金镀液配方及施镀条件为: 硫酸锌160 ~230 g /L,硫酸亚铁1 ~ 10 g /L,硫酸钠40 g /L,抗坏血酸0. 5 g /L,柠檬酸钠15 g /L,硼酸30 g /L,光亮剂18~ 28 mL /L; 阴极电流密度0 ~ 4. 5 A/dm2,温度15 ~ 45℃,pH 值2. 0 ~ 6. 5。光亮剂配方为: 苯甲酸钠70 ~ 100 g /L,苯亚甲基丙酮20 ~ 30 g /L,阴离子表面活性剂300 ~ 400 g /L,烟酸3. 0 ~ 4. 8 g /L,NNO 扩散剂100 ~ 200 g /L。配制方法如下: 1) 将计算量的苯甲酸钠倒入少量热水( 80 ℃)中,搅拌使其充分溶解; 2) 将计算量的NNO 扩散剂倒入,搅拌使其充分溶解; 3) 分别将计算量的苯亚甲基丙酮和阴离子表面活性剂缓慢倒入,搅拌均匀; 4) 将计算量的烟酸加入,搅拌使其溶解; 5) 保持70 ℃左右,搅拌24 h 以上,再静置24 h,过滤。所得硫酸盐镀锌光亮剂为透明的深黄色液体[2]。以上所用试剂均为分析纯。

1. 2 分析方法

采用日本电子欧洲人体艺术的JSM-6380LA 型扫描电镜观察样品表面形貌,并根据能谱分析图得出镀层含铁量。用恒电位法测定铁电极在各种镀液中的阴极极化曲线,参比电极为饱和甘汞电极,辅助电极为铂片,温度为室温。

2 ·结果与分析

2. 1 镀液成分及工艺条件的影响

2. 1. 1 锌铁总离子浓度对镀层含铁量的影响

在合金中国人体艺术中,镀液中各金属离子的浓度是影响合金成分的主要因素。从图1 可以看出,锌铁总离子浓度对镀层含铁量的影响较大,当镀液中的锌铁总离子浓度从0. 10 mol /L 上升到0. 20 mol /L 时,镀层含铁量由1. 48%下降到0. 84%,下降了约40%。

实验中观察到,当镀液中锌铁总离子浓度较低时,所获得的镀层表面为灰白色; 随着镀液中锌铁总离子浓度增加,镀层表面逐渐变为光亮; 但镀液中锌铁总离子浓度过高时,镀层含铁量降低,镀层光亮度也随之下降。从图1 看,镀液中锌铁总离子浓度在0. 13 ~ 0. 16mol /L 之间为宜。

2. 1. 2 FeSO4·7H2O 浓度对镀层含铁量的影响

FeSO4·7H2O 是铁源,它在镀液中的浓度对镀层含铁量的影响如图2 所示。从图2 可知,镀层含铁量随镀液中Fe2+ 浓度的增加而增大。这是因为镀液中Fe2+浓度增大,必然导致阴极扩散层中Fe2+ 浓度升高,从而使镀层中的含铁量增加。

实验中观察到,当镀液中锌铁总离子浓度较低时,所获得的镀层表面为灰白色; 随着镀液中锌铁总离子浓度增加,镀层表面逐渐变为光亮; 但镀液中锌铁总离子浓度过高时,镀层含铁量降低,镀层光亮度也随之下降。从图1 看,镀液中锌铁总离子浓度在0. 13 ~ 0. 16mol /L 之间为宜。

2. 1. 2 FeSO4·7H2O 浓度对镀层含铁量的影响

FeSO4·7H2O 是铁源,它在镀液中的浓度对镀层含铁量的影响如图2 所示。从图2 可知,镀层含铁量随镀液中Fe2+ 浓度的增加而增大。这是因为镀液中Fe2+浓度增大,必然导致阴极扩散层中Fe2+ 浓度升高,从而使镀层中的含铁量增加。

实验中观察到,当镀液中锌铁总离子浓度较低时,所获得的镀层表面为灰白色; 随着镀液中锌铁总离子浓度增加,镀层表面逐渐变为光亮; 但镀液中锌铁总离子浓度过高时,镀层含铁量降低,镀层光亮度也随之下降。从图1 看,镀液中锌铁总离子浓度在0. 13 ~ 0. 16mol /L 之间为宜。

 

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