2024年, 第43卷, 第11期　
刊出日期：2025-07-11

  

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  亚硫酸盐无氰体系电镀金凸块性能的影响因素

  张宁, 李哲, 任长友, 邓川, 王彤, 刘志权

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 1-7. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.001

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  [目的]鉴于先进封装技术向微型化和集成化发展，电镀金凸块成为液晶显示驱动芯片互连的首选。但纯金材料存在强度不足、易形变的问题，因此提升电镀金凸块的力学性能是该领域的研究重点之一。[方法]采用亚硫酸盐无氰体系在晶圆表面电镀金凸块，研究了镀液各组分浓度、工艺参数变化及镀液老化对金凸块性能的影响。[结果]晶圆表面各部位的金凸块外观均一，无漏镀、结瘤、针孔等缺陷，退火后的显微硬度约为90 HV，其力学性能可在较为宽泛的施镀工艺窗口、镀液组分浓度范围及镀液老化过程中保持稳定。[结论]该亚硫酸盐无氰电镀金工艺有望在高密度封装领域得到推广应用。
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  印制电路板盲孔电镀铜整平剂的合成及其性能

  何念, 曾祥健, 连纯燕, 王健, 冯朝辉, 周仲鑫, 潘湛昌, 胡光辉, 曾庆明

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 8-15. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.002

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  [目的]采用2-甲基咪唑和1,4-丁二醇二缩水甘油醚为原料，合成印制电路板(PCB)盲孔电镀铜整平剂。[方法]使用红外光谱、核磁共振氢谱及凝胶色谱分析了投料温度不同时所得整平剂的结构。通过循环伏安曲线、阴极极化曲线、电化学阻抗谱和计时电位曲线测试，分析了整平剂对铜电沉积的影响，并通过电镀试验验证了它们用于盲孔电镀铜时的整平性能。[结果]投料温度为85°C时所得整平剂ADT-3的整平效果最好，盲孔填充率达94%。[结论]本研究合成整平剂所用原料易得、成本低，合成路线简单，整平效果良好，有望实现工业化生产。
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  2-巯基噻唑啉对电解铜箔组织结构和力学性能的影响

  韩俊青, 武玉英, 杨祥魁, 卢伟伟

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 16-23. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.003

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  [目的]研究电解液中2-巯基噻唑啉(2-MTZ)浓度对电解铜箔组织结构、表面粗糙度、力学性能及电沉积行为的影响。[方法]采用钛板为基材，在由80 g/L Cu2+、100 g/L硫酸和0～20 mg/L 2-MTZ组成的电解液中直流电沉积制备铜箔。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、表面粗糙度仪、拉伸试验机和电化学工作站分析了所得铜箔的组织结构和性能。[结果]2-MTZ的加入能够细化铜箔晶粒，当2-MTZ的质量浓度为5 mg/L时，铜箔展现出最均匀致密的表面，粗糙度最低，抗拉强度最高(约为525 MPa)。循环伏安测试结果显示，2-MTZ能够增强铜电沉积过程的阴极极化。随着2-MTZ质量浓度增大，铜电沉积的形核密度先增大后减小，扩散系数逐渐降低。[结论]电解液中添加适量2-MTZ有利于获得微观结构和力学性能良好的电解铜箔。
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  有机添加剂对超低轮廓电解铜箔性能的影响

  宋言, 朱若林, 陈岩

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 24-31. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.004

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  [目的]研究电解液中聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)和胶原蛋白(QS)质量浓度对超低轮廓(HVLP)电解铜箔性能的影响。[方法]采用以SPS为光亮剂、QS为整平剂及含有四氢噻唑硫铜(H1)的电解液电沉积制备了HVLP铜箔。研究了SPS和QS质量浓度不同时所得HVLP铜箔毛面的光泽度、粗糙度、力学性能、形貌和组织结构。[结果]SPS和QS的质量浓度都显著影响着HVLP铜箔的性能。随着SPS和QS质量浓度的增大，铜箔的抗拉强度先升后降，断裂伸长率先降后升，铜箔上Cu(200)晶面的择优取向增强，表面由沟壑状向平坦化转变。SPS和QS的质量浓度在2～8 mg/L范围内变化时所得铜箔性能均满足要求。[结论]通过调整电解液中SPS或QS的质量浓度均能制备出高光泽、低粗糙度的HVLP铜箔。
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  印刷线路板用MS-3588型退膜液退膜效果的影响因素

  吴新宇, 章礼旭, 李敏, 李立清, 黄邵卿, 张本汉, 喻荣祥

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 32-39. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.005

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  [目的]研究影响印刷线路板(PCB)退膜效果的因素，以解决PCB退膜过程的常见问题。[方法]采用MS-3588型退膜液退除PCB上的感光干膜。研究了退膜液的MS-3588体积分数和温度对退膜效果及锡层腐蚀程度的影响。[结果]随着MS-3588的体积分数从6%增大至20%，退膜完全所需的时间缩短，膜渣尺寸增大，退膜后锡面无明显腐蚀。升高温度可同时缩短退膜时间及减小膜渣尺寸，但温度高于60℃后锡面的腐蚀程度明显加重。当退膜液中MS-3588的体积分数为12%、温度为50℃时，干膜除净所需的时间在80 s以内，退膜后锡面基本无腐蚀，线路间无残留膜渣。[结论]通过调整MS-3588退膜剂的体积分数、温度等参数可以有效改善PCB的退膜效果。
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  铝合金连接器高磷化学镀镍-磷合金稳定剂的研究和应用

  沈岳军, 安远飞, 刘志运, 孙雪松

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 40-46. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.006

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  [目的]高磷化学镀镍常面临镀液稳定性不佳的问题，研发适宜的稳定剂具有重要的意义。[方法]采用柠檬酸-苹果酸双配位体系镀液，对铝合金连接器进行高磷化学镀Ni–P合金。先讨论了分别采用含铅化合物、硫脲、苯并三氮唑、碘化钾、碘酸钾和亚铁离子作为稳定剂时，对沉积速率、镀层P质量分数和镀液稳定性的影响。然后通过正交试验对筛选出的稳定剂进行复配优化。[结果]当采用25 mg/L KIO₃和50 mg/L Fe²⁺作为复配稳定剂时，镀液的稳定性良好，沉积速率为10.32μm/h，所得Ni–P合金镀层细致平整，P质量分数为10.93%，耐蚀性满足中性盐雾试验超过96h的要求。[结论]本文的研究结果可为铝合金连接器高磷化学镍的工程化应用提供解决方案和思路。
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  镀液pH对电沉积镍-钼-磷合金薄膜组织结构及性能的影响

  吴斌杰, 何湘柱, 谢家贺

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 47-52. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.007

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  [目的]镀液pH是影响金属电沉积过程的关键因素之一，进而影响着沉积层的组织结构和性能。[方法]采用直流电沉积法在泡沫镍(NF)上制备Ni–Mo–P合金薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析了不同pH下所得Ni–Mo–P合金薄膜的晶相结构、微观形貌及元素组成，并通过电化学方法考察了镀液pH对Ni–Mo–P合金薄膜析氢性能及耐蚀性的影响。[结果]在pH为7～11范围内电沉积所得的Ni–Mo–P合金薄膜均呈现非晶态结构，但组织结构及性能有差异。pH为9时所得的Ni–Mo–P合金薄膜表面最为光滑平整，载量最大，并且耐腐蚀性能最好。pH为10时所得Ni–Mo–P合金薄膜的析氢催化活性最佳。[结论]通过调整镀液的pH，可电沉积得到具备不同组织结构及性能的Ni–Mo–P合金薄膜。
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  不同体系电镀锌-镍合金的性能对比

  钟佳, 陈耀明, 廉玉利, 刘志昌, 王义, 王浩坤, 赵梦凡, 张馥

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 53-59. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.008

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  [目的]对比不同体系电镀Zn–Ni合金镀层的性能差异，为实际生产中的工艺选择提供参考。[方法]分别采用碱性锌酸盐-硫酸镍体系、硫酸盐体系和氯化物体系在Q235低碳钢上电镀Zn–Ni合金，对比了所得镀层的外观、厚度、结合力、耐蚀性和表面形貌。[结果]氯化物体系Zn–Ni合金镀层在耐蚀性和结合力方面表现最佳；碱性体系Zn–Ni合金镀层的外观和结合力较好；硫酸盐体系Zn–Ni合金镀层的外观较好，但结合力有待提高。[结论]不同体系电镀Zn–Ni合金镀层各有优缺点，在实际生产中可按需选择合适的镀液。
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  铝合金电泳-电沉积Ni–cBN–PTFE复合镀层及其性能

  强荣明, 杨志刚, 杜广, 陈扬杰, 高进

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 60-70. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.009

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  [目的]通过表面强化处理提高铝合金的耐蚀性、硬度、耐磨性等性能有利于拓宽其应用范围。[方法]先通过磁场辅助电泳沉积在铝合金表面得到由cBN（立方氮化硼，平均粒径50 nm）和PTFE（聚四氟乙烯，平均粒径200 nm）纳米颗粒组成的电泳层，再通过电镀将纳米颗粒包裹在Ni镀层中，得到Ni–cBN–PTFE复合镀层。研究了MgCl₂·6H₂O质量浓度、纳米颗粒添加量、电压、温度和时间对电泳沉积量的影响。分析了Ni–cBN–PTFE复合镀层的结合力、微观形貌、元素组成、显微硬度、水接触角、耐磨性和耐蚀性。[结果]为制备纳米颗粒均匀分布且厚度适宜的电泳层，较优的电泳工艺条件为：MgCl₂·6H₂O 0.6 g/L，电压60 V,cBN 3.5 g/L,PTFE 3.5 g/L，磁感应强度2.5 mT，温度25°C，时间4 min。在较优条件下所得Ni–cBN–PTFE复合镀层的厚度约为18μm，表面元素分布均匀，cBN颗粒与PTFE颗粒的含量较高，显微硬度为426HV，结合力、疏水性、耐磨性及耐蚀性良好。[结论]采用电泳-电沉积技术可在铝合金表面制得cBN和PTFE含量较高的Ni–cBN–PTFE复合镀层，显著提高铝合金的综合性能。
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  7075铝合金表面HEDP阳极氧化膜的微观结构及耐蚀、耐磨性能

  喻岚, 袁景追, 喻天健, 陈宝来, 李能, 陈加佳, 王帅星, 杜楠

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 71-79. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.010

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  [目的]探讨7075铝合金在羟基乙叉二膦酸(HEDP)溶液中阳极氧化的可行性，并分析氧化膜的结构、耐蚀性及耐磨性。[方法]考察了7075铝合金在HEDP电解液中进行恒电流阳极氧化时电压的变化趋势。通过扫描电镜(SEM)观察了不同氧化时间所得氧化膜的表面及截面微观形貌，通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱和球-盘磨损试验评价了氧化膜的耐蚀性和耐磨性。[结果]7075铝合金在HEDP电解液中氧化过程的电压变化规律与典型多孔型氧化体系类似。HEDP阳极氧化膜呈双层结构，但其阻挡层明显厚于硫酸阳极氧化膜，表面孔径也更大。氧化时间为60 min时可得到厚度约为13μm的膜层，其孔径为100～130 nm，阻挡层厚度为274 nm，在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电流密度仅为相当厚度的硫酸氧化膜的10%，耐蚀性更佳。此外，HEDP阳极氧化膜还表现出良好的耐磨性，氧化60 min和120 min的HEDP氧化膜的摩擦因数仅为0.20～0.25，显著低于7075铝合金基体和硫酸阳极氧化膜。[结论]HEDP阳极氧化对7075铝合金耐蚀性和耐磨性的提高效果优于相同厚度的硫酸阳极氧化膜。
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  激振抛磨对ZM6镁合金航空机匣表面形貌及耐腐蚀性能的影响

  丁欣, 李东祥, 崔岩峰, 邵童阁, 郝玉鹏, 崔建国

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 80-87. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.011

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  [目的]激振抛磨技术具有加工效率高、操作灵活、适用性广等优点，在航空航天零部件制造领域得到广泛应用。目前有关激振抛磨处理对ZM6镁合金航空零部件表面形貌及耐蚀性影响的研究报道还较少。[方法]采用自行研发的激振抛磨实验平台，对取自ZM6镁合金低压砂型铸造航空机匣的样块进行加工。对比了激振抛磨前后ZM6镁合金的表面形貌、粗糙度、元素组成及耐蚀性。[结果]激振抛磨处理后ZM6镁合金的表面形貌得到显著改善，表面粗糙度降低，裂纹和孔隙被去除，表面氧元素的原子分数降低了49.0%，基体元素的原子分数增大，耐蚀性显著提高。[结论]激振抛磨后ZM6镁合金的耐蚀性之所以提高，主要与其表面粗糙度的降低及表面致密均匀氧化膜的生成有关。
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  铝合金三价铬化学氧化用无磷脱脂剂的制备及性能

  徐新颖, 李冬冬, 邓迎诚, 王飞, 刘秀生

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 88-99. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.012

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  [目的]针对某厂家在铝合金三价铬化学氧化过程中所用脱脂剂含磷的问题，研制一款无磷脱脂剂。[方法]采用响应面法对多种常见的表面活性剂、金属螯合剂和助剂进行筛选及用量优化，同时研究了脱脂剂的使用浓度、温度和时间对其清洗效果及腐蚀性的影响。[结果]在脱脂温度60°C、脱脂时间10 min的条件下，由8.4 g/L OP-10、12.4 g/L葡萄糖酸钠、0.44 g/L钼酸钠、15.0 g/L四硼酸钠、5.4 g/L二乙二醇单丁醚和1.6 g/L硅酸钠组成的脱脂剂的净洗力达到99.85%，对2024铝合金的腐蚀速率为0.15 g/（m²·h）。[结论]与某市售脱脂剂相比，自制脱脂剂的净洗力略高，腐蚀性明显降低。
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  水基金属清洗剂的清洁性能及缓蚀行为研究

  陈明锴, 李全德, 倪荣, 龚显龙, 张咪, 戴君, 陈瑞芳, 李智, 隆彬, 巩秀芳

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 100-108. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.013

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  [目的]探究5131LA0、5131LA1及5131LA2三种水基金属清洗剂的清洁性能及缓蚀特性。[方法]依据机械行业标准JB/T 4323–2019规定的质量法对清洗剂的清洗效率进行试验，并采用电化学阻抗谱和极化曲线测试，对其缓蚀特性进行评价。[结果]三种清洗剂在质量分数为5%～10%且温度高于45°C的情况下均展现出卓越的清洁性能，各项技术指标达到甚至超越了上述标准的要求。其中，5131LA1的清洁性能尤为出色，清洗效率随着温度升高及其浓度增大而提升。在电化学测试中，5131LA2清洗液表现出最大的容抗弧直径和低频阻抗模值，45钢在其中的腐蚀速率最低。[结论]三种水基金属清洗剂均具备优异的清洁性能及缓释效率。
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  化工园区附近某工厂屋面彩钢板锈蚀原因分析

  陈佳怀, 刘泳含, 刘丽丽

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 109-113. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.014

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  [目的]查出使用时间不到1年的彩钢板表面出现大面积锈蚀的原因。[方法]采用能谱仪(EDS)、扫描电镜(SEM)、火花放电原子发射光谱仪等手段对厂房屋面结构中彩钢板的表面锈蚀物及涂层进行分析。[结果]厂房附近未见到有相关腐蚀性气体的产生，彩钢板锈蚀物中不含腐蚀性元素，彩钢板的腐蚀情况符合表面涂层被大气环境腐蚀的特征，彩钢板表面涂层厚度小于国家标准要求。[结论]彩钢板在短时间内发生大面积锈蚀的主要原因是其表面涂层太薄且不均匀，无法有效防止钢材被氧化。
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  5种接地材料在汕头土壤模拟溶液中的腐蚀行为研究

  林钟楷, 曹翔, 王震宇

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 114-120. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.015

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  [目的]导电高分子复合接地材料在土壤环境中的腐蚀行为需要深入研究。[方法]通过溶液腐蚀浸泡试验及开路电位、动电位极化、电化学阻抗谱等测量技术，对比了导电高分子复合接地材料、碳钢、镀锌钢、铜包钢和紫铜5种接地材料在汕头土壤模拟溶液中的腐蚀行为。[结果]导电高分子复合接地材料在土壤模拟溶液中不发生腐蚀，紫铜、铜包钢、镀锌钢和碳钢则有不同程度的腐蚀。导电高分子复合接地材料拥有最正的腐蚀电位和最小的腐蚀电流密度，低频阻抗模值和界面电荷转移电阻最大。[结论]相较于其他4种金属接地材料，导电高分子复合接地材料具有最优异和稳定的耐腐蚀性能。
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  氧化石墨烯/氟硅丙-苯胺复合乳液的制备及其涂层的防腐蚀性能

  付鑫鑫, 高晓辉, 李玉峰, 韩亚慧, 佟鑫洋

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 121-131. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.016

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  [目的]为了提高丙烯酸酯乳液涂层的防腐蚀性能，需在乳液聚合时引入功能单体，并在乳液中添加功能填料，以阻止腐蚀介质的侵入。[方法]以甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）、乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）及苯胺（Ani）为功能单体，通过无皂乳液聚合法制备了氟硅丙烯酸酯-苯胺共聚乳液（FSi Ac-Ani）；再以木质素磺酸钠为改性剂，制备了磺酸改性氧化石墨烯（SO₃H-GO）。在Q235钢表面制备了磺酸改性氧化石墨烯/氟硅丙-苯胺共聚乳液（SO₃H-GO/FSiAc-Ani）复合防腐蚀涂层。探讨了改性GO的种类、用量及不同的复合方法对复合涂层性能（尤其是防腐蚀性能）的影响。[结果]当SO₃H-GO用量为1.25%（相对于FSi Ac-Ani乳液的质量）时，SO₃H-GO/FSi Ac-Ani复合涂层的干、湿附着力均为0级，吸水率为1.78%，水接触角为96.56°，低频阻抗模值最大，腐蚀电位最正，腐蚀电流密度最小。[结论]相比于单纯共混的硅烷改性氧化石墨烯/聚苯胺/氟硅丙乳液（Si-GO/PANI/FSiAc）和磺酸改性氧化石墨烯/聚苯胺/氟硅乳液（SO₃H-GO/PANI/FSiAc）复合涂层，SO₃H-GO/FSi Ac-Ani复合涂层对Q235钢具有更优异的防腐蚀性能。
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  20Cr13不锈钢表面聚四氟乙烯涂层的制备及性能

  高延杰, 徐春成, 李少昂, 伍建华

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 132-139. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.017

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  [目的]无油工艺螺杆压缩机转子常用的材质为20Cr13马氏体不锈钢，具有一定的耐酸、碱腐蚀性能，但工作环境为湿硫化氢或含较高浓度的氯离子时，会发生一定程度的腐蚀。[方法]配制了几种含聚四氟乙烯(PTFE)的涂料并喷涂在20Cr13钢试样表面，经干燥、高温固化后得到聚四氟乙烯涂层。对涂层的硬度、附着力、耐磨性及耐湿硫化氢和氯离子腐蚀等性能进行了测试。[结果]聚四氟乙烯+环氧树脂+聚酰胺-酰亚胺(PAI)体系的填充改性+共混改性的涂层最为均匀致密，磨耗低，在3.5%NaCl溶液中的低频阻抗模值最大，综合性能最优。[结论]在20Cr13钢表面喷涂经过适当改性的PTFE涂层，可以提高其耐蚀性及耐磨性。
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  垃圾焚烧发电用热电偶陶瓷涂层的防腐导热性能

  初希, 刘峻男, 胡树森, 代真, 崔传涛

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 140-146. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.018

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  [目的]垃圾焚烧发电用热电偶面临严重的高温氯腐蚀问题。本文研究了热化学反应法陶瓷涂层的防腐导热性能，以期在不影响测温的基础上延长热电偶的使用寿命。[方法]基于磷酸盐黏结剂，采用SiC和Cr₂O₃作为功能填料，在GH605钴基高温合金上制备了不同填料/黏结剂质量比的涂层，通过高温氯腐蚀试验、极化曲线测量、导热系数测试和测温实验来评估涂层的防腐导热性能。[结果]当填料与黏结剂的质量比为0.8时，涂层的致密性最好，防腐蚀性能最佳，耐高温氯腐蚀速率最低，导热系数为2.659 W/（m·K），对热电偶的测温响应速度无明显影响。[结论]热化学反应法陶瓷涂层具有良好的防腐导热效果，可应用于垃圾焚烧发电热电偶上。
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  脱脂碱度对镀锌板涂装前处理性能的影响

  郭宏南, 陈倩, 杨洋

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 147-154. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.019

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  [目的]脱脂过程中，镀锌板镀层表面与OH-发生反应导致材料表面状态变化，从而影响材料的涂装性能。[方法]使用扫描电镜、电化学工作站、X射线荧光光谱仪等设备研究了不同脱脂碱度下镀锌板脱脂性能、磷化性能、锆化性能及电化学性能。[结果]脱脂pH分别为10.5、11.5和12.5时，3种镀锌板的脱脂性能和磷化性能无明显差异。随着脱脂p H由10.5升至12.5时，镀锌板的锆化性能获得提升，锆化膜重呈上升趋势，而且镀锌板的腐蚀电流密度增大13%～47%，电荷转移电阻降低16%～50%。[结论]随着脱脂碱度升高，镀锌板表面的Al及氧化物溶解程度增大，其表面活性点增多，锆化反应的阻力降低。通过控制脱脂碱度可有效调整镀锌板的锆化性能。
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  机车车身表面机器人喷涂均匀性研究

  赵东波, 李龙, 于博, 郑权, 黄兆晶

  电镀与涂饰. 2024, 43(11): 155-162. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.11.020

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  [目的]在机车喷涂油漆的过程中，涂层厚度均匀性通常依靠人工不断调节工艺参数进行控制，严重影响调试进程，且浪费了大量的人力物力。[方法]在多通道轨迹喷涂沉积厚度模型的基础上，从理论角度分析了轨迹间距对膜厚分布的影响，提出以涂层厚度最大值、最小值和极差作为最优轨迹间距的评价指标。[结果]通过仿真计算，得到了在某固定喷幅条件下膜厚极差最小的轨迹间距。实际喷涂试验证实了轨迹间距对喷涂厚度均匀性的影响与仿真结果较为一致。[结论]在重叠率为1/3左右的情况下，膜厚均匀性最好。