无锡钢电镀过程中铬离子、氟离子对阳极腐蚀行为的机理研究

采用QCM方法研究无锡钢电镀过程中铬离子、氟离子在铅-锡-银阳极表面的吸附情况；利用EDS、SEM、XRD、XPS等检测手段，研究阳极材料表面形貌、组成成分、组织结构和孔隙特征等性能变化与镀液成分和工艺参数的之间关系；应用SERS分析在阳极腐蚀过程中铬离子、氟离子的化学状态及其协同作用、选择性侵蚀机制；根据GDS、断裂电位、点腐蚀电化学特性分析，研究阳极材料不同腐蚀阶段腐蚀倾向及其电化学特性；利用加速电解方法评价阳极材料阶段性使用寿命；采用原子吸收光谱、EIS和XRD等分析方法，研究阳极铅-锡-银合金层与基体结合力削弱的边界条件。.含铬离子、氟离子镀液腐蚀性极强，严重影响阳极材料的使用寿命。弄清高电流密度条件下铬、氟离子对阳极材料腐蚀行为不仅为改善阳极材料耐蚀性和无锡钢产品质量提供重要的理论基础，而且对镀铬、金属表面处理等领域掌握其物理化学特性提供重要的理论支撑，具有重大的理论和实际意义。

无锡钢电镀液中含有腐蚀性极强的铬离子、氟离子，其缓慢腐蚀铅阳极材料，明显降低其使用寿命，同时，也严重影响了无锡钢产品质量。弄清高电流密度条件下铬、氟离子对阳极材料腐蚀行为不仅为改善阳极材料耐蚀性和无锡钢产品质量提供重要的理论基础，而且对镀铬、金属表面处理等领域掌握其物理化学特性提供重要的理论支撑，具有重大的理论和实际意义。.本项目采用拉曼光谱方法研究了无锡钢电镀过程中铬离子、氟离子在铅-锡-银阳极表面的吸附情况，即在氧化膜形成初期，Cr2O72- 和HCrO4-离子首先吸附在铅基阳极表面，电场作用下，其与铅基体反应并分别形成PbCrO4和PbO，而氟离子促进了铬氧离子团的吸附；随着氧化的进行，其分别形成PbO和PbO2。利用EDS、SEM、XRD等检测手段，研究阳极材料表面形貌、组成成分、组织结构和孔隙特征等变化与镀液成分和工艺参数的之间关系，即在氧化初期，铅基阳极表面晶粒细小，随着氧化的进行，晶粒逐渐长大，并形成微小裂纹；应用拉曼光谱分析在阳极腐蚀过程中铬离子、氟离子的化学状态及其协同作用、选择性侵蚀机制，即铬离子促进了PbO和PbO2的形成，由于PbO2比PbF4更稳定，而氟离子易腐蚀PbO，形成PbF2，导致长期服役的铅阳极表面氧化膜脱落；根据电化学特性分析，研究阳极材料不同腐蚀阶段腐蚀倾向及其电化学特性；采用原子吸收光谱、EIS和XRD等分析方法，研究阳极铅-锡-银合金层与基体结合力削弱的边界条件，即晶粒长大与内应力的不匹配，导致内应力局部释放，表现出氧化膜残余内应力减小。铅基氧化膜中不同氧化物组织结构的晶格参数差异，增加了氧化膜内应力梯度变化，致使氧化膜破裂。