臺灣博碩士論文加值系統

本論文主要是研究以電鍍技術，在電鍍鎳磷液中加入不同濃度的氧化鋁粉末（0g/L～50g/L）鍍析於7075鋁合金基材表面上，並進行分析鍍膜的機械性質以及探討電鍍鎳磷複合鍍膜在3.5%NaCl溶液下之抗腐蝕性、抗磨耗性等相關實驗。
實驗結果顯示電鍍鎳磷氧化鋁複合鍍層之硬度及耐磨耗性，會隨鍍層中氧化鋁顆粒含量提高而有較佳的效果。由於複合鍍層氧化鋁滲入量增加，析鍍之鍍膜厚度可以減緩基材與外在環境接觸、降低腐蝕進行及材料的損傷，進而提高複合鍍層的硬度與耐磨耗性且相較優於單一鋁合金；但因奈米氧化鋁粉末有團聚效應，過多的奈米粉末析鍍在鍍層表面上相對會影響到表面的粗糙度，而粗糙度也間接影響到摩擦係數。
雖然過多的氧化鋁粉可提高表面硬度，但基於研究目的主要應用是在改善材料特性、評估最佳優異特性的添加比例濃度，故根據本研究之操作條件，在濃度25g/L之電鍍鎳磷氧化鋁鍍膜在3.5%NaCl溶液中電化學極化曲線上有較佳的腐蝕電流、腐蝕電位及極化阻抗。而且研究發現電鍍鎳磷複合鍍層對7075鋁合金基材在各比重範圍內均有較佳的硬度與耐磨耗腐蝕性。

This thesis uses electroplating process to prepare Ni-P-Al2O3 composite coating on 7075 Aluminum Alloy surface by means of adding different concentrations of alumina powder (0 g/L to 50 g/L) to Ni plating solution, analysis mechanical properties in addition to evaluate the corrosion and wear-corrosion resistance of electroplating Ni-P-Al2O3 composite coating in 3.5% NaCl solution, also discussing with related micro-structural analysis results.
Experimental results indicated that electroplating Ni-P-Al2O3 composite coating high hardness and wear-corrosion resistance, and the hardness of coatings increase with the coating content of alumina powder particles. Moreover, experimental result found that the concentration of adding 25 g/L alumina powder the electroplating Ni-P-Al2O3 compound coating on 7075 Aluminum Alloy substrate had the excellent corrosion resistance characteristics in 3.5% NaCl solution.

中文摘要…………………………………………………………………………………… i
英文摘要…………………………………………………………………………………… ii
誌謝………………………………………………………………………………………… iii
目錄………………………………………………………………………………………… iv
表目錄……………………………………………………………………………………… vi
圖目錄……………………………………………………………………………………… vii
符號說明…………………………………………………………………………………… X
第一章 緒論………………………………………………………………………………… 1
第二章 研究背景 ………………………………………………………………………… 2
2.1鋁及鋁合金…………………………………………………………………………… 2
2.1.1鋁的耐蝕表面處理………………………………………………………………… 4
2.1.2鋁陽極處理氧化層………………………………………………………………… 5
2.1.3電解拋光或化學拋光……………………………………………………………… 7
2.1.4封孔處理…………………………………………………………………………… 7
2.2複合鍍層……………………………………………………………………………… 9
2.2.1複合電鍍…………………………………………………………………………… 9
2.2.2電鍍沈積之機制…………………………………………………………………… 10
2.2.3複合電鍍製程之優缺點…………………………………………………………… 11
2.3電鍍原理……………………………………………………………………………… 12
2.3.1鋅置換原理………………………………………………………………………… 12
2.3.2電鍍方法…………………………………………………………………………… 13
2.2.3鍍層理論…………………………………………………………………………… 14
2.4腐蝕的定義…………………………………………………………………………… 16
2.4.1腐蝕電化學原理…………………………………………………………………… 17
2.4.2腐蝕的種類………………………………………………………………………… 17
2.5磨耗的定義…………………………………………………………………………… 19
2.5.1影響耐磨耗性的因素……………………………………………………………… 19
2.5.2磨耗類型…………………………………………………………………………… 19
2.5.3磨耗機構…………………………………………………………………………… 22
2.6磨耗腐蝕……………………………………………………………………………… 23
2.7電化學量測…………………………………………………………………………… 24
2.7.1極化原理…………………………………………………………………………… 24
2.7.2混合電路原理……………………………………………………………………… 26
第三章 研究方法………………………………………………………………………… 28
3.1電鍍鎳磷鍍膜………………………………………………………………………… 29
3.1.1試片準備…………………………………………………………………………… 29
3.1.2試片前處理步驟…………………………………………………………………… 29
3.1.3有機溶劑與鍍液配置……………………………………………………………… 30
3.2實驗步驟……………………………………………………………………………… 31
3.3薄膜表面微結構觀察………………………………………………………………… 32
3.4奈米硬度試驗………………………………………………………………………… 33
3.5磨耗腐蝕試驗………………………………………………………………………… 35
3.6電化學腐蝕分析……………………………………………………………………… 36
3.7表面粗糙度量測……………………………………………………………………… 37
第四章 實驗分析………………………………………………………………………… 38
4.1鍍膜表面微結構與機械性質分析…………………………………………………… 38
4.1.1 鍍膜表面微結構………………………………………………………………… 38
4.1.2 鍍膜表面元素分析……………………………………………………………… 41
4.1.3 鍍膜表面粗糙度分析…………………………………………………………… 44
4.1.4 奈米硬度試驗…………………………………………………………………… 46
4.2磨耗腐蝕分析………………………………………………………………………… 47
4.3電化學腐蝕分析……………………………………………………………………… 54
第五章 結論……………………………………………………………………………… 59
參考文獻…………………………………………………………………………………… 60
簡歷………………………………………………………………………………………… 63

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