[发明专利]一种HNTs/Ni-W镀膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米材料技术领域，尤其涉及一种HNTs/Ni-W镀膜的制备方法。

背景技术

目前制备Ni-W镀膜的方法如下：

将金属盐(Ni₂SO₄·6H₂O、Na₂WO₄.2H₂O)和络合剂(NH₄Cl、Na₃C₆H₅O₇)按相应的配方摩尔比加入到定量的去离子水中配制成镀液。采用NaOH调节镀液pH至7.5-8.5，同时向镀液中加入定量的金刚石，超声并搅拌30min。将钢片分别用不同规格的砂纸打磨抛光，分别用50％NaOH清洗和50％的H₂SO₄活化，再用去离子水清洗。将镀液的温度升至75℃，调节参数，利用脉冲电镀2h，得diamond/Ni-W镀膜。结果表明，添加金刚石后，镀膜的显微硬度有较大的提高。但在腐蚀介质3.5％的NaCl溶液中的耐腐蚀性改善并不理想。同时其耐磨性评价，其摩擦系数在从0.6降至0.45左右。

电镀是防腐蚀中一种常见的解决方法，具有较好性能的Ni-W镀膜已在抗腐蚀中得到广泛应用。目前现有的Ni-W镀膜，因为结晶度高，内应力强，晶隙大等缺陷在防腐蚀性能上还有待改善。有研究表明，添加纳米材料，Ni-W镀层在防腐蚀(阻抗、极化)方面和机械性能(显微硬度耐摩擦、抗冲击)方面都有较大的改善。广泛的应用于石油、化工类运输管道以及具有多相环境的塔釜，再沸器这类较严重的腐蚀设备。

发明内容

本发明提供了一种HNTs/Ni-W镀膜的制备方法，为了进一步提高现有Ni-W镀膜的防腐效果，本发明的镀层中引入了HNTs(埃洛石)纳米管。

本发明采用如下技术方案：

本发明的HNTs/Ni-W镀膜的制备方法的具体步骤如下：

(1)将金属盐，络合剂，抑制剂，缓冲剂加入到去离子水中配制成镀液；采用NaOH调节镀液PH至8.5，再向镀液中加入的HNTs，超声并搅拌30min；

(2)将钢片分别用400,1000,1200目规格的砂纸打磨抛光，再用丙酮在超声的环境下清洗3次，乙醇清洗两次，每次时间都在8min以上；

(3)将步骤(2)处理后的钢片放入2.5wt％的H₂SO₄活化，用去离子水清洗，再将钢片放入步骤(1)的镀液中，将镀液的温度升至70℃，利用脉冲电镀方法，电镀1h，得到HNTs/Ni-W镀膜。

步骤(1)中，所述的金属盐是Ni₂SO₄·6H₂O和Na₂WO₄；所述的络合剂是NH₄Cl和Na₃C₆H₅O₇；所述的缓冲剂是Na₂B₄O₇·10H₂O；所述的抑制剂是NaBr。

步骤(1)中，所述的镀液组成如表1所示：

表1

步骤(1)中，所述的HNTs加入镀液后，在镀液中的浓度为10g/L。

步骤(2)中，所述的钢片为C45。

步骤(3)中，脉冲电镀的工艺参数如表2所示：

表2

本发明与现有技术相比，具有以下显著特征和有益效果：

本文中所制备的HNTs/Ni-W镀层是一种含有无机纳米粒子的镀层。镀层能够通过HNTs在其中的弥散强化作用，充当晶核的角色阻碍晶粒的生长以及HNTs具有独特的多层条状的结构填补晶隙，从而增强镀层的机械性能和耐腐蚀性能。

对本发明的镀层在3.5％NaCl溶液中抗腐蚀性能和在圆盘摩擦机上耐磨性能进行了评价。结果表明其在常温条件下，添加了HNTs后，镀膜腐蚀电流减小了3倍，摩擦系数降至0.1184。通过SEM、EDX、XRD和3D显微镜表征得出，改镀层表面平整，晶粒致密紧凑，结晶度低，从而达到抑制钢铁腐蚀和耐摩擦的效果。

附图说明

图1是现有的Ni-W镀膜的制备方法的工艺流程图。

图2是本发明的HNTs/Ni-W镀膜的制备方法的工艺流程图。