稀土在電鍍中的應(yīng)用分析（電子機械論文）

　　稀土在電鍍中的應(yīng)用分析（電子機械論文）
　　【摘要】稀土在材料科學(xué)領(lǐng)域中受到各國科學(xué)工作者的極大關(guān)注,尤其在電鍍中發(fā)揮了特殊作用,在鍍鋅及鋅基合金、鍍鈷合金、鍍鋁合金、鍍鎳鐵合金中主要有改善鍍層性能、改進工藝條件、改善鍍液性能、提高經(jīng)濟效益幾個方面的作用。稀土對電鍍金剛石工具的作用很大,提高鍍液的深度能力、提高鍍層耐磨性,從而提高工具的切削性能。為了更加有效開發(fā)利用稀土資源,開拓新的稀土功能鍍層研究是勢在必行的。
　　【關(guān)鍵詞】電鍍 稀土 鍍層 金剛石工具
　　稀土元素包括原子序數(shù)從57到71的15個鑭系元素:鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥以及與鑭系元素在化學(xué)性質(zhì)上相似的鈧和釔,共17個元素。稀土元素獨特的4f層電子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性能使得稀土金屬或合金具有獨特的功能:高催化活性、高磁性、超導(dǎo)性、光電轉(zhuǎn)化、光磁記憶、高儲氫量、耐蝕耐磨等,使稀土及其化合物在材料科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,成為發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不可
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高電流密度區(qū)的析氫超電勢,與fe電極相比,ni-co電極的過電位降低約200mv,而ni、 co(re)電極降低250mv左右,可見其對析氫反應(yīng)有較高的催化活性[6]。
　　稀土在鎳鐵合金電鍍方面的應(yīng)用研究,稀土元素對硫酸鹽型鎳鐵合金鍍液的影響[7]。在鍍液中添加sm2o3和(prnd)o3,所得到的赫爾槽試驗結(jié)果表明,添加稀土氧化物可以使獲得光亮ni-fe合金的電流密度范圍拓寬。對多種稀土氧化物進行這種試驗,其結(jié)果大體相同。從電流效率和分散能力的測定數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),稀土化合物的加入能提高陰極電流效率和鍍液的分散能力,但不同的稀土元素提高的程度不一樣。稀土化合物的加入同時起到了穩(wěn)定鍍液的作用。陰極極化曲線和掃描電子顯微鏡分析發(fā)現(xiàn),稀土化合物添加到鍍液中后,增大了ni-fe合金電沉積的陰極極化,并使獲得的ni-fe合金鍍層的結(jié)晶細致、平滑、光亮,故可提高鍍層的防護、裝飾性能。
　　天津大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系郭鶴桐等開發(fā)的銀-氧化鑭復(fù)合材料具有硬度高、接觸電阻小和抗電蝕能力(耐電弧燒傷)強、化學(xué)穩(wěn)定性高等優(yōu)點[8]。
　　在研究稀土元素影響金剛石工具的力學(xué)性能、磨損性能和工具的切割性能,及影響這些性能的主要相關(guān)因素中發(fā)現(xiàn),稀土元素對銅基胎體硬度的影響有緩慢上升的趨勢,磨損失重隨鑭含量的增加而增加,使胎體的耐磨性降低。1)稀土la、ce的作用相近,但la、ce的使用量略有差異,二者都有既強化基體,又提高金剛石和胎體結(jié)合力的作用。2)la、ce使結(jié)合劑的耐磨性降低,對工具的耐磨性影響不大。對工具來說,結(jié)合劑和金剛石的結(jié)合強度顯得更重要。3)la、ce稀土元素可以提高工具的切割速度,提高工具上金剛石的出刃高度,最終使工具的切割性能提高。所有這些都以結(jié)合劑的適度磨損為前提,否則,其他的性能都不會發(fā)生[9]。
　　在熱壓燒結(jié)金剛石工具胎體材料中,將稀土在硬質(zhì)合金中的應(yīng)用經(jīng)驗移植到金剛石工具胎體材料中。同時將金剛石工具胎體材料配方中的co基全部用fe基代替。成功的制出了稀土fe基金剛石工具材料,經(jīng)對其 實際使用性能的測試,其抗彎強度、硬度、沖擊韌性均有較大幅度提高、孔隙率則有了明顯降低[10]。
　　在研究提高玻璃鋸片的切削性能方面,在胎體金屬粉中加入適量的稀土化合物,胎體對金剛石的把持力有所改善,同時,增加了刀頭胎體材料的脆性,實現(xiàn)了金剛石與胎體的同步磨損,金剛石的脫落度明顯減小;切割速度比參比片提高了21.6%[11]。
　　在電鍍金剛石工具研制方面,添加稀土可以提高鍍層的耐磨性,添加量以1.0g/l為最佳,失重比從基本鍍液中獲得的鍍層降低了17.6%。鍍層與基體的結(jié)合強度試驗結(jié)果顯示:添加稀土對于提高鍍層與基體間的結(jié)合強度有明顯的作用。當稀土添加劑的含量為1.0 g/l 時,結(jié)合強度比基本鍍液的提高了17.4%左右。還有以ni-co配方為基礎(chǔ)鍍液電鍍金剛石工具,添加稀土元素的試驗,得出添加稀土元素的配方制成的胎體材料孔隙率明顯減少,鍍液的分散能力提高,深度能力提高等結(jié)論[12]。加入5g/l的lacl3·7h2o可以使亮鎳鍍層晶粒得到較好的細化,可以提高亮鎳鍍層的硬度和鍍液的陰極極化能力,提高鍍層與基體的結(jié)合強度和金剛石工具的磨削比[13]。
　　總之,稀土元素在電鍍中的應(yīng)用已取得了一些令人矚目的成果,但稀土化合物能否被當作一種普遍適用的物質(zhì)--“工業(yè)味精”,能否應(yīng)用于更多的鍍種而相應(yīng)地產(chǎn)生特殊效果,僅憑目前人們對稀土在電鍍中應(yīng)用研究,還遠不能作出明確的判斷。對許多鍍種來說,使用稀土元素已獲得明顯的 ……（未完，全文共3768字，當前僅顯示1903字，請閱讀下面提示信息。收藏《稀土在電鍍中的應(yīng)用分析（電子機械論文）》）