電鑄鎳及鎳合金的研究進(jìn)展:電鑄二元鎳基合金-電鑄鎳鐵合金關(guān) 鍵 詞:電鑄鎳,鎳合金,研究 作 者: 內(nèi) 容:
鎳和鐵都屬于鐵族元素,而鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電位(-O.44 V)比鎳的標(biāo)準(zhǔn)電極電位(-0.23 V)負(fù),但在沉積過程中,不論鍍液中鎳離子濃度如何過量,只要加入少量鐵離子,鐵就會優(yōu)先析出,這是典型的異常共沉積。鎳鐵合金鍍液的成本較低,可以節(jié)省l5%~50%的金屬鎳。電鑄鎳鐵合金結(jié)構(gòu)致密,表面光亮、平整、均勻,具有優(yōu)良的磁學(xué)、電學(xué)和力學(xué)性能,是重要的功能磁性材料[26]。
目前國外已開發(fā)出以鎳鐵合金為基礎(chǔ)的三元合金磁性薄膜[27],在微機(jī)電研究領(lǐng)域中也開始嘗試采用電鑄鎳鐵合金來制造微型磁執(zhí)行器與傳感器元件。國內(nèi)鄭曉虎等[28]研究了可用于微傳感器與微執(zhí)行器制造的含鐵20%的電鑄鎳鐵合金,其表面光亮、結(jié)構(gòu)致密,磁性能指標(biāo)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的坡莫合金。但目前對鎳鐵合金異常共沉積機(jī)理的認(rèn)識尚未統(tǒng)一,面向微機(jī)電系統(tǒng)的鎳鐵合金電鑄工藝條件與合金電磁性能關(guān)系的研究也才剛剛起步。
此外,國內(nèi)外相關(guān)研究人員已對鎳鐵合金性能的測試分析和機(jī)理探討做了很多工作。Cheng等[29]對鎳鐵合金的微結(jié)構(gòu)及彈性模量、拉伸強(qiáng)度、硬度進(jìn)行了測試分析,發(fā)現(xiàn)合金的彈性模量隨電鑄電流密度的提高而增大,當(dāng)合金中的鐵含量超過12%時(shí),鎳鐵合金的顆粒尺寸低于15 nm,其拉伸強(qiáng)度可達(dá)l 274 MPa。與鑄造及粉末冶金相比,電鑄合金的機(jī)械性能更好。Yeh等[30]研究了鎳鐵合金壓模的微觀機(jī)械性能,發(fā)現(xiàn)鎳鐵合金顆粒的硬度可超過9 GPa,通過控制電流密度和周期轉(zhuǎn)向可得到粗糙度小于10 nm、摩擦因數(shù)為0.2的鍍層,說明鐵的加入可抑制顆粒生長,促進(jìn)致密鍍層的形成,提高鎳鐵合金的機(jī)械性能。
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