金属学报

作者：周小卫, 荆雪艳, 傅瑞雪, 王宇鑫

单位：江苏科技大学 材料科学与工程学院 镇江 212003

关键词：Ni-Co-Zn三元合金,异常共沉积,H₂Asc络合剂,耐腐蚀性,

基金：国家自然科学基金项目(51605203)

鉴于电沉积Ni-Co-Zn三元合金中Zn2+与Ni2+、Co2+标准还原电势差异大，优先析出的Zn会吸附在电极表面并形成Zn(OH)2沉淀膜，阻碍后续Ni2+和Co2+还原放电，不利于合金共沉积，本工作以抗坏血酸(H2Asc)作为络合剂，通过调控镀液中Ni2+∶Co2+∶Zn2+摩尔浓度比，旨在实现Ni-Co-Zn三元共沉积。利用SEM、XRD等方法分析了离子摩尔浓度比和H2Asc浓度对电沉积Ni-Co-Zn合金表面形貌和织构生长的影响。结果表明，当Ni2+∶Co2+∶Zn2+摩尔浓度比为4∶5∶1时，合金镀层中Ni含量高达12.2% (质量分数)，晶粒细化致密。当H2Asc浓度为5 g/L时，织构生长呈类菜花球状，晶粒尺寸约为300 nm，具有最小的生长应力9.04 MPa。镀层中Zn含量随H2Asc浓度增加而显著降低，而Ni + Co含量则逐渐上升，这主要归因于镀液中Zn2+与HAsc-络合成了配位化合物[ZnHAsc]+并抑制了Zn的择优生长，留给Ni或Co更多的活性位点。合金中存在γ-Ni5Zn21、CoZn13和Ni3Zn22等金属间化合物，说明适量H2Asc的加入有助于实现合金共沉积。添加H2Asc后试样的自腐蚀电位(Ecorr)均大幅正移，降低了腐蚀驱动力；当H2Asc添加量为5 g/L时，显示出最佳的耐腐蚀性能，其中Ecorr正移了约200 mV，自腐蚀电流较未添加时降低了约75%。添加H2Asc后试样的电化学阻抗谱(EIS)均由大半径的容抗弧和感抗弧组成，这是由于合金镀层中存在γ-Ni5Zn21相以及浸泡过程中形成的[Zn(OH)4]2-胶质微溶腐蚀产物，通过絮凝作用沉淀下来并包覆在活性Zn溶解后的活性表面，减少Cl-向镀层内部扩散渗透的渠道，提高了其抗腐蚀性能。

来源：2024年第11期

《金属学报》期刊编辑部

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