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研究生:陳明昌
研究生(外文):Ming-Chang Chen
論文名稱:無電鍍鎳製程中鋁合金前處理與後處理對鍍鎳層之差異與缺陷探討
論文名稱(外文):Study the difference of the Pre-Treatment and Past-Treatment of Aluminum Alloy in the Electroless Nickel Plating Process and Coating Defects
指導教授:林昭文林昭文引用關係
指導教授(外文):Jau-Wen Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:機械與精密工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:無電鍍鎳鋁合金
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本研究針對無電鍍鎳反應製作中,產品前處理與反應後處理的狀況區分,與缺陷原因進行逐一探討:
(一)探討不同鋁試片表面研磨及拋光之表面特性對無電鍍鎳之影響及二次鋅置換反應程序與時間。
(二).無電鍍鎳反應後,產生氫氣之後處理方式探討。
由結果與討論中,綜合以下幾點:
1. 無電鍍鎳屬於化學反應,製程中鍍液清潔與濃度均勻很重要,清洗與調配均用去離子水。鋁工件的前處流程於去油質後, 10wt% NaOH在 15℃清洗 30秒、15wt% HNO3浸蝕 8分鐘,流程間都以超音波清洗。為最佳的前處理流程
2. 鋁合金二次鋅置換法反應時間為-第一道浸鋅 40秒、50wt%HNO3剝鋅 10秒,第二道浸鋅 30秒為最佳的鋅置換流程。
3. 耐腐蝕測試中,表面粗糙度太過平坦,將影響耐腐蝕性,原因是鋅薄膜與鋁基材的結合性不佳,造成鍍層結合力不足,鎳析鍍時不易覆蓋完整,孔隙率高而造成耐腐蝕性差,適當的表面粗糙度能提供無電鍍鎳反應時增加耐腐蝕性。
4. 無電鍍鎳反應後生成氫氣之後處理方式對鍍層的結果:
(1)使用空氣泵,將外部空氣打入無電鍍鎳鍍液槽中,由實驗試片觀測出,此方式將導致外觀缺陷及空氣連續打擊的鋁試片處,將無法析鍍鎳層。

(2)使用沉水泵,形成一無電鍍鎳鍍液水柱由實驗試片觀測結果,外觀能達到無針孔的缺陷,唯耐腐蝕性測試還有改善空間,24小時酸液浸泡實驗仍有發生腐蝕現象,但情況不嚴重。
The study is divided into pre-treatment and past-treatment of aluminum alloy in the electroless nickel plating process:
The first-part study, carry on the discussion with different surface roughness characteristic of aluminum alloy in the same specimen(grind and polishing surface) and reflect on in the electroless nickel plating procedure. Find out what was the best process and time in electroless nickel plating influence and secondary Zincate of Aluminum alloy.
The second-part study, how to de-gas of the hydrogen that will be produced after the electroless nickel plating influence from the surface of aluminum alloy.
By the results and discussions after many testings of electroless nickel plating, comprehensive the following:
1. The electroless nickel plating was chemical reaction, so it’s very much important about the clean and density of the chemical nickel liquid. All of water for cleaning and allocating was the de-ionized water. After the pre-treatment for the aluminum alloy(using acetone ultrasound shock and washed ultrasound), keep it on 10wt% & 15℃ NaOH cleaning for 8 minutes was the best pre-treatment etching acid process.

2. The Secondary Zincate of Aluminum Alloy, the best reaction time and process was:
The first road soaking zincate 40 seconds, 50wt% HNO3 for zinc stripping 10 seconds, the second road soaking zincate 30 seconds.
3. According the tests, I found that the corrosion-resistant surface roughness Ra value was low or the surface was smooth, the combination of insufficient coating, will significantly affect corrosion resistance. The appropriate surface roughness can increase the corrosion resistance.
4. After the electroless nickel plating influence, how to de-gas of the hydrogen from the aluminum alloy:
(1) Used air pump: Let the air into the chemical nickel liquid and de- hydrogen from the aluminum alloy. But this way, it caused the appearance defect, Aluminum alloy didn’t be plated by the nickel layer all over the surface.

(2) Used water pump in the chemical nickel liquid:
The water pump could form “chemical nickel liquid” column.
The hydrogen would be de-gas with the “chemical nickel liquid”column.
The appearance of the electroless nickel films almost was perfect without defect. Although corrosion resistance test for 24-hour by acid liquid also not be perfect, but the corrosion situation is better than before.
中文摘要.………………………………………………………………………… Ι
英文摘要.………………………………………………………………………… II
誌謝.……………………………………………………………………………… IV
目錄.……………………………………………………………………………… V
表目錄.…………………………………………………………………………… VIII
圖目錄.…………………………………………………………………………… IX

第一章 緒論…………………………………………………………….. 1
1.1 前言…..………………………………………………………….. 1
1.2 無電鍍鎳特色與應用…………………………………………….... 2
1.3 無電鍍鎳技術與發展…………..………………………………….. 2
1.4 研究目的與動機…………..………………………………………. 3

第二章 文獻回顧與理論基礎.…….......……………………………………..
……………………………………………… 4
2.1 理論基礎…………………………………………..................................... 4
2.1.1 無電鍍鎳…………………………………………………………..
4
2.1.2 無電鍍鎳的反應機構……………………………………………..
5
2.1.3 無電鍍鎳鍍層特性………………………………………………..
5
2.1.4 置換層製作………………………………………………………..
6
2.2 鋁合金腐蝕的類型…………………….....................................................紹…………………………………………………………….
7
2.3 文獻回顧………………………….............................................................紹…………………………………………………………….
10

第三章 實驗方法………………………………..…….……………................... 12
3.1 實驗目的……………………….………………………………………….類……………………………………………………………….. 12
3.1.1 試片備製………………………………….………………………. 12
3.1.2 前處理…………………………………………………………….. 16
3.2 實驗步驟與分析………………………………………………………….
17
3.2.1 探討鋁合金前處理對鋁基材的浸蝕…………………………...... 17
3.2.2 探討二次鋅置換薄膜結晶形貌………………………………….. 20
3.2.2.1 無電鍍鎳處理介紹……………………………………………... 22
3.2.3探討表面特性對鍍層的耐腐蝕性與附著力的影響……………... 25
3.2.4 探討無電鍍鎳後處理…………………………………………….. 27




第四章 實驗結果與討論……………………………………………………….. 30
4.1 探討鋁合金前處理對鋁基材浸蝕的影響……………………………….
30
4.1.1 表面形貌觀察…………………………………………………….. 30
4.1.2成分定性分析……………………………………………………...
33

4.2 探討二次鋅置換薄膜結晶形貌…………………………………………. 34
4.2.1鋅薄膜之表面形貌觀察…………………………………………... 34
4.2.2鋅薄膜AFM-3D形貌………………………….............................. 37
4.2.3 結合力分析……………………………………………………….. 39
4.2.4 耐腐蝕性分析…………………………………………………….. 41
4.3探討表面特性對鍍層的耐腐蝕性與附著力的影響…….………………. 42
4.3.1 表面粗糙值量測…………………………………………………..
43




4.3.2 表面形貌觀察……………………………………………………..
44



4.3.3 成分定性分析…………………………………………………….. 45
4.3.4 結合力分析…………………………………………….…………. 46
4.3.5 耐腐蝕性分析…………………………………………………….. 47
4.4探討無電鍍鎳處理過程中鍍液反應生成氫氣後處理對鍍層的影響.….
49
4.4.1使用空氣泵,將外部空氣打入無電鍍鎳鍍液槽的影響.…............... 49
4.4.1.1表面形貌觀察……………………………………………… 49
4.4.1.2 成分定性分析……………………………………………... 50
4.4.2. 模擬鋁試片凹槽面……………..................................................... 51

4.4.3. 沉水泵製造無電解鎳液水柱沖拭鋁試片..................................... 52
第五章 結論……………………………………………………………………..
53
參考文獻………………………………………………………………………… 54
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