2024年, 第43卷, 第12期　
刊出日期：2025-07-11

  

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  Fe²⁺对不含稳定剂的快速高磷化学镀镍溶液性能的影响

  麻在生, 龚继宝, 魏焘, 陈士强, 张超强, 林楷珊

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 1-8. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.001

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  [目的]不锈钢球阀表面高磷化学镀镍一般使用不添加稳定剂的镀液配方，其镀液和镀层性能受杂质离子影响较大，不利于长期生产中的品控。[方法]在酸性高磷化学镀镍溶液中添加亚铁离子，研究其浓度对镀液稳定性、沉积速率及Ni–P合金镀层形貌、显微硬度和耐蚀性的影响。[结果]亚铁离子能够降低镍离子的还原速率，提升次磷酸根的氧化速率，从而使镀层磷含量增加。亚铁离子能够令Ni–P合金镀层表面更加均匀平滑，但其浓度过高时会使镀层表面针孔和麻点增多。亚铁离子还能够提高Ni–P合金镀层的显微硬度，降低摩擦因数。不足的是，亚铁离子会使Ni–P合金镀层的耐蚀性变差。[结论]在实际生产中应根据Ni–P合金镀层的性能要求控制好镀液中的亚铁离子浓度。
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  金属沉积技术显现金属客体表面油潜指印的应用研究

  吴雪冬, 邱路阳, 张晓顺, 郑冬云, 林贤文, 汪金涛, 邹扬

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 9-17. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.002

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  [目的]研究金属沉积技术在金属客体表面油潜指印显现中应用的可行性，以解决油潜指印显现技术难题。[方法]通过碱性硫酸盐体系电镀铜和化学镀铜显现金属客体表面的油潜指印。研究了电镀液中硫酸镍的加入、电镀时间和电流密度对指印显现效果的影响。在锈蚀程度不同的金属客体表面考察了化学镀铜显现油潜指印的效果。[结果]采用含有8 g/L六水合硫酸镍的碱性硫酸盐体系在电流密度2 A/dm²下电镀铜1 min时，油潜指印的显现效果良好。通过化学镀铜显现油潜指印时，可根据金属客体的锈蚀程度调整施镀时间。[结论]采用金属沉积技术显现金属客体表面油潜指印具有操作简便、显现效果良好的优势。其中化学镀铜可以成功显现锈蚀金属客体表面的油潜指印，满足公安现场勘查的实际需要。
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  pH对羟基乙叉二膦酸体系电镀铋的影响

  邹忠利, 米志娟, 单玺畅, 仝昆民

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 18-24. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.003

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  [目的]采用羟基乙叉二膦酸（HEDP）体系电镀铋的相关研究不多，了解金属铋的成核和生长机制有助于制备具有特殊功能的Bi沉积层。[方法]通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）及能谱仪（EDS）研究了镀液p H对所得Bi镀层表面形貌、相结构及元素组成的影响，还通过循环伏安和计时电流法分析了铋电沉积的电化学行为。[结果]pH为10时所得Bi镀层主要由Bi的（012）和（024）晶面构成，表面晶粒最均匀细致。以0.15 A/dm²电镀50 min可获得厚度约20μm的Bi镀层。铋的电沉积过程是受扩散控制的不可逆过程，当电极电位为-1.10～-1.18 V时，Bi的成核方式更接近三维瞬时成核。[结论]采用HEDP体系通过恒流法能够在铜基体表面电镀得到结晶均匀细致的Bi镀层，较佳的镀液pH为10。
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  脉冲参数对氨基磺酸盐体系电镀镍表面形貌和耐蚀性的影响

  欧阳欣宇, 丁耀, 沈岳军, 宋方祥, 罗华江, 孙雪松

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 25-31. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.004

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  [目的]研究不同脉冲参数对氨基磺酸盐体系电镀镍的影响。[方法]通过扫描电镜（SEM）和塔菲尔曲线测试，考察了平均电流密度、脉冲占空比、频率和施镀时间对Ni镀层表面形貌和耐蚀性的影响。[结果]电镀镍的较优脉冲参数为：平均电流密度0.75 A/dm²，占空比80%，频率1 000 Hz。在较优条件下电镀8 min所得Ni镀层结晶细致，表面平整均匀，耐蚀性良好。[结论]本研究的结果可为解决Ni镀层均匀性差、性能不稳定等问题提供依据，为后续进一步镀金打下基础。
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  钛阴极板组织均匀化处理及其表面电解铜箔的组织结构

  吴亚楠, 王明飞, 曾靖雯, 李子庆

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 32-38. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.005

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  [目的]电解铜箔是通过在阴极表面电沉积所得，是阴极表面晶体结构的延续，因此提高阴极表面组织均匀性有利于提高电解铜箔的性能。[方法]通过焊接、热处理、轧制和退火对钛阴极板进行组织均匀化处理，再电沉积得到铜箔。对比了自制电解铜箔与商用压延铜箔的微观组织和性能差异。[结果]经组织均匀化处理后，钛板的晶粒得以细化，平均取向差减小，晶粒度等级提高至10级。使用该钛板作为阴极电沉积制备所得铜箔的晶面取向以(220)为主，平均纳米硬度为0.39 GPa，高于压延铜箔的纳米硬度(0.22 GPa)。与商用压延铜箔相比，自制电解铜箔的致密度更低，表面更粗糙，但其晶粒取向分布更均匀。[结论]自制电解铜箔的致密度和表面平整度不理想，后期可通过调整镀液添加剂和电沉积工艺参数来改善。
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  铜及铜合金着色工艺的研究进展

  张宸铭, 祝贺, 梁梅, 赵子龙, 王君, 苏永庆

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 39-44. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.006

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  [目的]铜及铜合金传统着色工艺存在环境污染、膜层颜色控制难、不稳定等问题，亟需研发环保高效的着色工艺。[方法]介绍了铜及铜合金着色的常用配方和工艺及其影响因素，概述了铜及铜合金着色的发展历程及研究进展。[结果]通过激光加工处理能够在铜及铜合金表面构建微纳米级结构，实现对颜色的精确调控。[结论]激光加工、生物仿生等新兴技术能够突破传统着色工艺的限制，其应用有利于推动铜及铜合金着色技术的发展。
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  钢丝表面中温磷化工艺研究

  许恩荣, 于俊峰, 蔡继峰, 刘升里, 王东, 张锋刚, 景然

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 45-52. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.007

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  [目的]钢丝高温磷化能耗高、沉渣量大等问题需要解决。[方法]在高温磷化液中添加乙二胺四乙酸（EDTA），采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、硫酸铜浸泡腐蚀等方法研究了EDTA质量浓度、磷化温度和磷化时间对72A高碳钢丝中温磷化膜表面形貌、相结构、耐蚀性和沉渣量的影响。[结果]较优的中温磷化工艺参数为：硝酸锌90 g/L，氧化锌5 g/L，磷酸25 g/L，亚硝酸钠0.3 g/L,EDTA 1.5 g/L，温度70°C，时间8 min。该工艺所得钢丝磷化膜主要由Zn₃（PO₄）₂·4H₂O相和Zn₂Fe（PO₄）₂·4H₂O相组成，晶粒细小，分布均匀，沉渣量少（约2.99 g/m²），耐蚀性好。[结论]中温磷化可以在钢丝表面获得耐蚀性较好的磷化膜，可在钢铁线材加工中应用。
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  磷化工艺对磷化膜沉积形态和摩擦学行为的影响

  王海宾, 王宏斌, 贾建平, 狄增文, 曹文奎, 张泽灵, 方峰

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 53-61. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.008

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  [目的]为了降低绞线断丝率和节约能源，需要开发出适用于拉丝变形用的低温快速磷化工艺，因此有必要研究磷化工艺对磷化膜的沉积形态和摩擦磨损行为的影响。[方法]采用低温(40°C)快速磷化工艺在牌号为SWRH82B的盘条表面沉积磷化膜。研究了磷化前活化、磷化时间及磷化后皂化对磷化膜耐干摩擦磨损性能的影响。磷化膜的单位面积质量由称重法测定，沉积形态及磨痕以扫描电镜(SEM)表征，摩擦因数在摩擦磨损试验中记录。[结果]表面经过活化处理后生成的磷化膜更加均匀、致密，与基体结合牢固。随着磷化时间的延长，磷化膜的单位面积质量逐渐增大，8 min后趋于稳定。磷化后进行皂化处理能令磷化膜厚度显著增加。磷化膜越均匀致密且越厚，其耐磨性就越好。[结论]在磷化前对表面进行活化，适当延长磷化时间，以及磷化后皂化，都可以提高磷化膜的耐磨性，进而改善钢丝生产过程中的拉拔断丝问题。
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  DC04冷轧板表面状态对氟锆酸盐-硅烷复合转化处理的影响

  杨维宇, 刘妍, 刘恩泽

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 62-67. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.009

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  [目的]DC04冷轧板表面状态对氟锆酸盐-硅烷膜的连续性及完整性有影响，进而影响电泳漆膜的耐蚀性。[方法]采用表面粗糙度仪、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)考察了冷轧板表面状态对氟锆酸盐-硅烷膜品质的影响。通过中性盐雾(NSS)试验测试了不同冷轧板表面状态下电泳漆板的耐蚀性。[结果]DC04冷轧板表面存在大量凹坑与凸起，凹坑分布均匀，部分凸起处有轧痕印记。DC04冷轧板经氟锆酸盐-硅烷处理后表面算术平均粗糙度(Ra)和峰值密度(RPc)变化不大，说明转化膜对基体表面凹坑无填充作用。氟锆酸盐-硅烷膜连续的区域由大小不等的颗粒组成，而不连续的区域存在氧化铝、氧化铁等夹杂物，导致电泳漆板经NSS试验1000h后表面出现起泡。[结论]氟锆酸盐-硅烷复合转化处理对DC04冷轧板表面状态要求较高，应该从冶炼、板坯加热、轧制、取样等方面进行全流程管控，提高其表面品质。
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  超声滚压镍基氧化铝涂层的微观结构及耐蚀性

  高瑛琦, 赵国勇, 许书铭, 刘华一, 臧珉

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 68-73. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.010

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  [目的]研究超声滚压工艺对镍基氧化铝涂层的微观结构及耐蚀性的影响。[方法]采用超音速火焰喷涂工艺在Q235钢基体表面制备了Ni60/Al₂O₃涂层，随后进行超声滚压强化处理，分别利用扫描电子显微镜（SEM）、显微硬度计、X射线衍射仪（XRD）和电化学工作站，考察了超声滚压前后Ni60/Al₂O₃涂层的微观形貌、显微硬度、物相组成和耐腐蚀性能。[结果]经过超声滚压处理后，Ni60/Al₂O₃涂层的表面孔隙、裂纹等缺陷减少，变得光滑平整，粗糙度（Ra）由4.86μm下降为1.18μm，而且表层晶粒细化，形成了加工硬化层，使得涂层的显微硬度由545.6 HV提高到632.1 HV。与滚压前的Ni60/Al₂O₃涂层相比，滚压后的Ni60/Al₂O₃涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀电位正移，腐蚀电流密度减小，说明耐蚀性得到增强。[结论]超声滚压工艺有效改善了涂层的表面品质，提升了涂层的显微硬度和耐腐蚀性能。
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  高压加热器结垢和防垢除垢研究综述

  赵月, 王强, 胡杰, 罗启铭, 张广兴, 郝晓军, 郎惠珍, 陈骞, 王平

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 74-82. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.011

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  [目的]在火力发电领域，高压加热器表面结垢会大大降低换热效率，增加热损失，影响设备的正常使用，甚至造成严重的安全事故。因此，在使用一段时间之后，应采取一些防垢除垢措施进行维护。[方法]常用的防垢除垢措施主要有物理方法(如超声波防垢和机械除垢)和化学方法(如使用阻垢剂和除垢剂)。[结果]相比于物理方法，化学方法操作简单，效率更高，成本更低，在防垢除垢措施中占有主导地位。[结论]对化学防垢除垢方法的研究已成为火力发电领域的重要发展方向，具有广阔的应用前景和发展潜力。
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  镁合金表面钼-钛-锰导电转化膜高温高湿条件下的失效分析

  雷华, 易爱华, 廖忠淼, 李文芳, 张德忠, 刘宁华

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 83-91. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.012

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  [目的]分析AZ91D镁合金表面Mo–Ti–Mn导电转化膜在“双85”(指温度85°C、相对湿度85%)湿热环境中的失效行为，为开发性能更好的导电膜层提供依据。[方法]研究了Mo–Ti–Mn转化膜在湿热试验不同时间后表面形貌、耐蚀性、表面接触电阻(ECR)及禁带宽度的变化情况。[结果]随着湿热试验时间的延长，Mo–Ti–Mn转化膜的颜色逐渐变浅，微裂纹变宽，耐蚀性变差，接触电阻和禁带宽度增大。[结论]在湿热环境下，水汽渗入膜层的微裂纹中，与膜层和镁合金基体发生电化学反应。随着时间的推移，原本致密的膜层开始变得疏松，电化学腐蚀反应加速，最终丧失导电性和防护性。
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  304不锈钢电水壶壶嘴腐蚀分析

  杨玲, 曹达华, 万鹏, 周瑜杰

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 92-102. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.013

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  [目的]304不锈钢电水壶壶嘴发生腐蚀的原因需要探明。[方法]选取从原材料到水壶制造不同阶段的样品，借助台式真空火花发射光谱仪、扫描电子显微镜、金相显微镜、X射线衍射仪、振动样品磁强计等仪器，从原始板材的成分、表面形貌与显微组织，壶嘴焊缝腐蚀前后的表面形貌与成分，壶嘴密集点焊后Cu残留的检测，以及诱发马氏体相变的可能性等方面进行分析。[结果]原始板材的化学成分基本符合304不锈钢的成分标准，其金相组织为正常的单一奥氏体组织。部分原始板材表面存在大小不一的凹坑，晶界上普遍存在连续沟壑，易导致壶嘴生锈。壶嘴焊缝处存在Al的氧化物，应源自磨料。在壶嘴焊接过程中，由于焊接压力过大，一方面引起基体形变，存在局部应力集中，使得该区域活性较大，导致使用过程中这些地方容易生锈；另一方面焊缝处局部应变诱发了马氏体相变，马氏体与奥氏体构成了腐蚀微电池，发生局部微电池腐蚀。[结论]提高对原始板材表面品质的要求，以及采用压力更小、受力更均匀的焊接方式代替密集点焊工艺，有助于解决上述问题。
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  单宁酸对聚二甲基硅氧烷改性环氧丙烯酸酯乳液防污性能的影响

  刘嘉鑫, 李悦梦, 苗汝滨, 李少香, 曲文娟

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 103-109. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.014

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  [目的]海洋污垢的附着对海洋设施的正常运行构成了巨大威胁，在海洋设施表面涂覆防污涂层是最经济有效的解决措施。制备高性能的乳液作为防污涂层的主要成膜物质至关重要。[方法]在以聚二甲基硅氧烷(PDMS)对环氧丙烯酸酯乳液进行疏水改性的基础上，分别使用质量分数为1%、3%、5%和7%的单宁酸与之复配，制备了单宁酸/PDMS改性环氧丙烯酸酯乳液。通过透射电子显微镜(TEM)观察了改性乳液微粒的结构，对乳液干膜进行了热性能、静态水接触角、抗菌性能及抗藻定殖性能测试。[结果]傅里叶变换红外光谱(FTIR)的分析结果证实了单宁酸成功接枝到环氧丙烯酸酯乳液中。该乳液干膜具有良好的热稳定性，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有良好的抑制作用，抑菌圈直径最大达到了12 mm。单宁酸的加入没有破坏乳液干膜的疏水性，阻碍了小球藻藻群的形成。[结论]使用3%单宁酸改性的环氧丙烯酸酯乳液综合性能最好。
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  低参数对铝合金表面沉积H621阳离子涂料粘附性的影响

  钱缘, 马煜林, 郭佳宇, 李壮, 李嘉辉, 郝钰琦, 于艺卉, 张钧

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 110-117. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.015

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  [目的]低参数电泳沉积工艺对铝合金表面阳离子涂料粘附性的影响值得研究。[方法]分别在低电压、弱酸性pH、较低温度和短沉积时间的条件下对6061铝合金表面H621型阳离子涂料涂层的厚度和外观进行了检查，同时采用划格试验、热震试验和弯曲试验对各涂层试样的粘附性进行了测试。[结果]在以下参数下可获得表面均匀平整、粘附性良好的涂层：温度26°C,pH 5.8，电压30 V，时间150 s。[结论]经优化的低参数电泳涂装工艺可获得合格涂层，并有助于降低能耗。
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  炮管表面耐高温防腐全氢聚硅氮烷基复合涂层的制备及性能

  王佳琪, 朱晓哲, 李岗飞, 孔正义, 项腾飞

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 118-126. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.016

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  [目的]为了应对未来战争中炮管表面高温、腐蚀等极端环境条件下的防护问题，亟需开发新型的耐高温防腐涂层。[方法]通过加热固化法在Q235碳钢表面制备碳纳米管(CNTs)掺杂的全氢聚硅氮烷基(PHPS)复合涂层(记为PHPS-CNTs)。研究了PHPS-CNTs涂层的组织结构，耐高温、耐腐蚀和抗老化性能，以及柔韧性和显微硬度。[结果]PHPS-CNTs涂层均匀致密，显微硬度高于32.8HV，耐高温、耐腐蚀和抗老化性能及柔韧性良好。[结论]PHPS-CNTs涂层的综合性能良好，可为炮管提供良好的防护。
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  金属与光子晶体组合型结构色颜料的制备及性能研究

  李小婵, 杨辉煌, 汤子豪

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 127-135. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.017

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  [目的]基于干涉效应的法布里-珀罗(F-P)腔及介质层-吸收层-介质层-金属(DADM)结构的不透明结构色颜料由于包含一层很薄且对膜厚波动极其敏感的吸收层，在工业化生产中常常出现色相偏差大、工艺稳定性差、生产效率低等问题，亟需寻求一种更稳定高效且低成本的制备方式。[方法]设计了金属与一维光子晶体组合型(MPC)结构，其中不包含对膜厚波动敏感的薄吸收层，而是利用一个金属膜层来实现吸收和部分反射的作用，以实现在白色等浅色的底色上呈现颜色。采用物理气相沉积(PVD)工艺分别制备了MPC和DADM两种类型的结构色颜料Pink 1和Pink 2，分析了它们的光谱、物理性质及颜色。[结果]Pink 1、Pink 2都是微米级片状不透明颜料，颜色随观察角度而异，在深色和浅色的底色上都可以呈现出颜色。与采用DADM结构的Pink 2相比，采用MPC结构的Pink 1在饱和度及随观察角度不同而异色的能力稍弱，但其制备工艺和设备的容错率更高、稳定性更好。在保持颜料覆盖率和最高反射率等性能相近的情况下，Pink 1颜料的日均产能比Pink 2颜料高10%～15%。通过改变MPC膜层结构，还可以实现绿、蓝等新颜色，以及赋予结构色颜料磁性等其他功能。[结论]MPC结构有利于高效率、低成本地进行大规模生产，是一种获得中等饱和度及角度依赖性的不透明结构色颜料的可行方式。
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  冷轧镀锌卷表面细微缺陷检测方法

  马驰, 李志刚, 王秀丽, 孙建军, 李雪

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 136-144. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.018

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  [目的]一般冷轧镀锌卷表面细微缺陷检测模型难以兼顾高精度和低复杂度。[方法]提出了一种基于钢缺陷数据集(SDD)和YOLO(即you only look once)算法的细微缺陷检测模型。该模型通过3个关键创新来解决上述问题：在特征提取阶段仅对未被遮挡的有效像素进行运算，在特征表达阶段采用高频低尺度直连技术和Harr小波变换，在缺陷回归预测阶段使用可变形卷积学习共享卷积核偏置参数。[结果]在自建的SDD上，该模型达到94.9%的检测精度和103 FPS(帧率)的推理速度，模型大小仅13.8 M。[结论]本文为镀锌卷表面细微缺陷检测提供了高效的轻量级解决方案。
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  溶剂型与水性丙烯酸涂层室内浸泡老化及在线监测研究

  彭非凡, 邓艳学, 吴军, 李清, 潘东岳

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 145-153. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.019

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  [目的]基于电偶传感器的大气腐蚀监测技术在工程应用涂装体系中的应用需要深入研究。[方法]通过室内浸泡试验，采用超景深显微镜和电化学阻抗谱(EIS)技术，考察了由环氧底漆分别与水性和溶剂型丙烯酸聚氨酯面漆组成的涂层体系在完整和受破坏的情况下的老化过程，并使用电偶传感器监测涂层下金属基体的腐蚀电流。[结果]溶剂型涂层在浸泡过程中的失效形式以起泡为主，而水性涂层的失效以锈点为主。对腐蚀电流进行监测有助于判断发生腐蚀的节点，腐蚀电流的波动反映了涂层与金属界面接触面积的变化。根据在线监测所得的腐蚀电流及通过EIS技术测得的涂层低频阻抗模值，建立了基于腐蚀电量的涂层下腐蚀评价模型。[结论]溶剂型涂层具有比水性涂层更好的防腐蚀性能。电偶传感器能够较好地检测腐蚀电流，但在浸泡过程中会受到腐蚀。
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  电镀园区废水磁混凝沉淀深度处理中试研究

  涂国清, 徐少华, 朱嘉威

  电镀与涂饰. 2024, 43(12): 154-160. https://doi.org/10.19289/j.1004-227x.2024.12.020

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  [目的]广东某电镀园区污水处理厂的实际处理水量不断增加，出水排放要求也提高，但该污水厂地处园区核心地段，无新增建设用地，亟需原位优化提标扩容改造。[方法]针对该厂二级沉淀池存在表面负荷低、占地面积大、出水水质不稳定等问题，提出磁混凝沉淀深度处理工艺，并通过现场中试，研究了该工艺对实际电镀废水的处理效果。[结果]磁混凝沉淀处理电镀废水的较优工艺条件为：磁粉投加量4.0 g/L,PAC质量分数0.4‰，PAM质量浓度2 mg/L，处理水量25m³/h[即表面负荷17.5m³/（m²·h）]。在该条件下处理后出水的SS（固体悬浮物）和CODCr（化学需氧量）均能稳定达标。该中试系统的磁粉、药剂和电耗成本分别为0.03、0.36和0.31元/t，综合运行成本为0.7元/t。[结论]采用磁混凝沉淀工艺深度处理电镀园区废水可行，具有表面负荷高、出水水质稳定、运行成本低的优点。