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石墨墊片的表面电沉积技术研究
侯杨(大庆油田工程有限公司,黑龙江.大庆163000
摘要:以 Zrocl2、甘酸、二甲基甲酰胺(DMF)、 NI CI、积得到的涂层中又有微弱的杂质相衍射峰出现。
H2BO3为原料制备镀液,利用电沉积技术在石墨表面获得了氩
利用电沉积方法进行表面改性,镀液组分选取至关重要,
化硼涂层。
能够对镀层的组份起决定性作用。镀液中元素的沉积电位
关键词:石墨垫片;电沉积;氮化明; ZROCL
是-1.539V,很难从水溶液中沉积出来。镀液中的甘氨酸能够
1研究方向
络合Zr",随着镀液中 Lroc.浓度的降低,镀液中与Zn发生络
石墨垫片是由纯石墨板冲压或切割而成的,具有许多优秀合和消耗掉的甘氨酸的量减少,而剩余的甘氨酸不会影响镀层
的性能。但是由于石墨为六边形层状品体结构,导致了石墨自組分的変化。因为発基与な广有很强的配位能力,当pH值高于
身的强度和硬度较低,无法应用于较高温度和压カ的工況下2.5时,Z“会取代甘氨酸形成氢氧化锆,并吸附在镀层表面。作
1.氮化研(BN)具有高硬度、耐化学侵蚀性和热稳定性。所为一和配体,一甲基甲能度(DIF)同样对组分有很大影响
以,氮化硼作为表面电沉积物质可以有效的提席基体材料MF的浓度会影响等阳离子在镀液中的浓度21。DMF的存
性能。
在在一定程度上还能够稳定镀液。
2实验方法
在本研究中,保持镀液中甘氨酸、二甲基甲中酰胺、 NHACI
H:BO:的浓度恒定,通过变化 ZROCI2的浓度来调节电沉积BN涂
r是一种不能单独沉积的金属,实验中保持B和N的含量
层的组分。镀液中的NHAC和HBO2分别为涂层中的BN提供N
不变,本文重点讨论ZOCl2含量对镀层组分的影响。本实验所
和B源,在沉积过程中(BO3)离子向阳极移动,而NH在镀液
用的镀液分5组,组分为:NH2CH2COOH:0.3mol/L;DMF:0.3
中可能与水中的OI离子结合形成阴离子,使得N源也向阳极
mol/.;NH-Cl:0.8mol/I-;HJBO:0.5mol/T;7OCl2分別为0.
移动,导致在阳极石墨表面发生反应形成BN。在该过程中,甘
0.08、006,0.04,002mol.。实验中所有溶液都用去离子水和氨酸也可能与NH:发生络合,存进了NH:向阳极的移动。在
分析纯试剂制成,用数显pH计测定p值,铜片作阴极,石作2oC1的浓度下降的过程中,r浓度下降,使得与其发生络合
阳极,用磁力搅拌器搅拌镀液,正负极均放在同一烧杯的镀液而消耗的甘氨酸减少。剩余的甘氨酸可能参与到了与NH的
中。实验条件:镀液温度恒定在25℃,实验过程中电流通断比结合,因而改变了电镀得到的BN的含量和涂层组分。
为50ms:50ms;两电极片之间的距离约15mm。电流密度为
4结语
40mA/(em2,实验进行时间为12h。
随着镀液中7OCl2浓度的降低,电镀涂层中的BN含量先
3结果与讨论
增加后降低。在镀液中rOCl2浓度为0.04mol/L时,电镀涂层
根据5组试样的表面扫描结果可以看出ZOC.,含量对涂层为纯BN相,无杂质相存在。在镀液中Z0C浓度为O,1-0.06
微观结构的影响。当 hrci2含量为0.1moML时,表面沉积物较mol/.时,涂层中均存在较多的杂质相。当/OC浓度≥0.04
少,裸露出了大面积的石墨基体,而且表面沉积物的厚度也较moML时,电饑得到的涂层表面质量差,涂层发生严重的开裂。
小,沉积物结构疏松。当zOC,含量为08-004moML时,电沉而当7CM浓度为002moM.时,涂层结构均匀,与基体结合良
积所得涂层具有相似的涂层结构。当7OC2含量为0.02mol
好,沉积得到的BN颗粒尺寸约为400mm,而且该涂层中仅存在
吋,电沉积涂层结构均匀,结构较为疏松,无开裂。
微量的杂质相。
根据5组试样的表面X射线行射(XRD)结果可以看出,沉参考文献:
积得到的物质主要是BN。随着镀液中 Locl2含量的降低,BN
1应道宴.柔性石墨垫片的性能和要求.石油化工设备技
的射峰歌度呈升高的趋势,在0C.含量为0mo时N术.19914211-1
的衍射峰最高,当7rOCl2含量为0.02mol/I.时又有所下降。当
12?何凤姣,戴高鹏,黄宇宁,雷同鑫.水溶液中电沉积Fe-
镀液中OC1:含量为0.1molL时,电镀涂层中的衍射图谱中除z-B纳米合金.稀有金属,2003275:583-588
了BN峰,还存在很多的杂质相的衍射峰。当 LROCI2含量为0.08
作者简介:侯杨(1982-)男,黑龙江省大庆市人,2013年毕业
和06mo/L.时,行射峰中杂质相的峰减少。当OCL含量为于哈尔滨工业大学材料学专业,工学博士,工程师,主要从事油田地
0.04mol/.时,沉积得到的涂层为纯BN,涂层中无杂质相存在。面容器设计工作。
而当ZOCI含量继续下降时,涂层中又开始出现杂质相。从1
号涂层中可以看出,当镀液中 ZROCI2含量为0.02mol/L时电沉
17年09月化狸209
万方数据