摘要：本文采用研究较少的ZnO、Fe2O3纳米粒子作为复合镀中的纳米微粒,并在复合电镀时引入超声场,采用脉冲复合电镀技术制备了Sn-ZnO和Sn-Fe2O3复合镀层。利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计、紫外-可见分光光度计等分析镀层的表面形貌、显微硬度、耐腐蚀、光催化等性能,并研究各制备工艺对其性能的影响。
本文主要研究工作及结论如下： 第一,超声场的引入都会直接导致Sn-ZnO纳米复合镀层的致密性变差,孔隙率变大。而超声场的加入对于脉冲电镀制备Sn-Fe2O3纳米复合镀层,能细化晶粒并且导致更好的致密性和更低的孔隙率。
第二,采用脉冲电流制备Sn-ZnO纳米复合镀层的晶粒为不规则须状;脉冲电流的使用都会直接导致Sn-ZnO纳米复合镀层的致密性变差,孔隙率变大;相较采用恒流电镀,采用脉冲电镀制备的Sn-Fe2O3纳米复合镀层的晶粒分布更均匀,致密性更好,孔隙率更低,镀层表面也更光滑平整。
第三,随着脉冲平均电流密度减小,超声场中采用脉冲电镀制备的Sn-ZnO纳米复合镀层晶粒粒径相应减小,镀层晶粒分布更均匀,但致密性和孔隙率无明显变化;随着脉冲平均电流密度的减小,超声场中采用脉冲电镀制备的Sn-Fe2O3纳米复合镀层晶粒粒径减小,粒径分布更均匀,镀层致密性和平整度明显变好,孔隙率降低。
第四,超声场中采用脉冲电镀制备的Sn-ZnO纳米复合镀层经过一定时间热处理后,晶粒由须状变为颗粒状,晶粒粒径稍有长大,镀层的致密性变好,孔隙率稍有降低;超声场中采用脉冲电镀制备的Sn-Fe2O3纳米复合镀层经过一定时间热处理后,晶粒稍有长大,镀层的致密性明显变好,且孔隙率明显降低,表面平整度明显改善。
第五,超声场下脉冲电镀制备的Sn-ZnO纳米复合镀层在5%H2SO4溶液中的耐腐蚀性能远差于相同电流密度超声场下脉冲电镀制备的纯Sn镀层,且随平均脉冲电流密度的改变没有明显变化;而发现超声场下脉冲电镀制备的Sn-Fe2O3纳米复合镀层的耐腐蚀性能显著优于纯Sn镀层,且其耐腐蚀性能随着脉冲平均电流密度的减小而相应增强。
第六,超声场下脉冲电镀制得的Sn-Fe2O3纳米镀层的显微硬度明显高于相同电流密度超声场下脉冲电镀制备的纯Sn镀层。且随着脉冲平均电流密度的减小,其显微硬度明显增大。
第七,超声场中脉冲电镀制备的Sn-ZnO复合镀层表面粒子的光催化作用明显优于无超声场脉冲电镀制备的Sn-ZnO复合镀层表面粒子。并且随着平均电流密度的减小,其对甲基橙溶液的光催化作用增强。
