[发明专利]一种基于双脉冲电沉积的纳米锌钴合金镀层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于双脉冲电沉积的纳米锌钴合金镀层及其制备方法。一种基于双脉冲电沉积的纳米锌钴合金镀层的制备方法，以锌板作为阳极，低碳钢片作为阴极，在镀液中采用双脉冲电沉积工艺电镀纳米锌钴合金镀层，其中，镀液的pH为4‑5，锌离子的浓度为0.64‑0.70mol/L，钴离子的浓度为0.1‑0.16mol/L，电沉积时间为20min，正向电流密度为1.5‑3.0A/dm²，正向占空比为30‑70％，正向周期为30‑70ms，反向电流密度为0.2‑0.4A/dm²，反向占空比为30‑70％，正向工作时间为100ms,反向工作时间为12ms,反向周期为1ms。利用一种基于双脉冲电沉积的纳米锌钴合金镀层的制备方法制得的纳米锌钴合金镀层表面光亮、平整，结晶均匀、致密，与基材的结合力好，具有优异的耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及电镀合金技术领域，尤其涉及一种基于双脉冲电沉积的纳米锌钴合金镀层及其制备方法。

背景技术

金属腐蚀是自然界中自发、普遍存在的现象。金属材料的腐蚀广泛存在于各个领域，所造成的损失非常大，特别是在湿热的海洋环境中，钢铁易受到盐雾，潮汐等侵蚀，发生严重的电化学腐蚀，不仅会造成巨大的经济损失，更容易引发安全事故。由于航空、能源、航海等现代科学工业技术的蓬勃发展，不断地提高了特殊环境下材料使用的苛刻要求。锌镀层因具有生产工艺简单、较好的耐蚀性而被广泛应用于钢铁基材的保护，但是由于技术的发展以及环境的改变，纯锌镀层已经无法满足高耐蚀性的要求。由不同金属组成的合金镀层具有优异的性能，Zn-Co合金镀层具有良好的耐蚀性，含钴量仅为1.0％左右的Zn-Co合金镀层耐蚀性即可比纯锌镀层高3-5倍。

在电沉积方式上，有直流、单脉冲、双脉冲电沉积三种。由于双脉冲反向电流的存在，它能溶解镀层表面的毛刺而使镀层更加平整致密，同时还能消除氢脆，减少内应力，增大镀层与基材的结合力，与直流和单脉冲电沉积相比有较大优势。目前关于双脉冲电沉积锌钴合金的研究甚少，且未针对双脉冲参数对锌钴合金镀层的影响做具体研究。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种基于双脉冲电沉积的纳米锌钴合金镀层的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于双脉冲电沉积的纳米锌钴合金镀层的制备方法，以锌板作为阳极，低碳钢板作为阴极，在镀液中采用双脉冲电沉积工艺电镀纳米锌钴合金镀层，其中，镀液的pH为4-5，锌离子的浓度为0.64-0.70mol/L，钴离子的浓度为0.1-0.16mol/L。

优选的，所述锌离子和所述钴离子两者浓度之和为0.8mol/L。

优选的，所述双脉冲电沉积工艺电镀参数如下：电沉积时间为20min，正向电流密度为1.5-3.0A/dm²，正向占空比为30-70％，正向周期为30-70ms，反向电流密度为0.2-0.4A/dm²，反向占空比为30-70％，正向工作时间为100ms,反向工作时间为12ms,反向周期为1ms。

优选的，所述镀液中还包括以下组分：硼酸30-45g/L，硫酸钠25-30g/L和柠檬酸钠30-50g/L。

优选的，所述镀液中各组分及其含量为：七水合硫酸锌183-197g/L,七水合硫酸钴28-45g/L，硼酸30-45g/L、硫酸钠25-30g/L和柠檬酸钠30-50g/L。

优选的，所述电沉积温度为25-30℃。

优选的，所述阳极用锌板的纯度为99.99％以上，所述阳极和阴极的间距为6cm，规格均为60mm×90mm×1mm。

优选的，所述锌板表面依次经过打磨、除油和清洗处理。

优选的，所述低碳钢板表面依次经过打磨、抛光、除油和弱浸蚀处理。