论文部分内容阅读
高熵合金不同于传统合金的设计理念,它的主元种类众多,构型熵高,趋向形成面心立方、体心立方等简单的固溶体结构,甚至会出现非晶相。此外,高熵合金中各元素集体相互作用而表现出了独特的结构和力学性能,具有很好的耐蚀性、耐磨性等,因此成为近年来的热点研究问题。目前,已有不少学者对高熵合金进行了研究,其中较成熟的方法有电弧熔炼法和机械合金化法,而对电沉积法制备高熵合金的研究较少。本课题采用电沉积方法制备FeCoNiCr高熵合金,并通过正交试验的方法对主盐浓度和工艺参数进行了优化,得到了最佳配方和工艺参数,在铜基体表面电沉积出FeCoNiCr高熵合金,并获得了表面平整光亮的镀层。此外,利用显微硬度计、X射线衍射仪、场发射扫描电镜、能谱仪、电化学工作站等分析测试手段对其力学性能、微观结构、形貌、成分以及耐蚀性进行了测试。实验得到电沉积FeCoNiCr高熵合金镀层的最佳配方为:硫酸亚铁2 g/L,硫酸钴4 g/L,硫酸镍20 g/L,硫酸铬200 g/L,硼酸25 g/L,氯化钾75 g/L,柠檬酸92 g/L,柠檬酸钠48 g/L,次亚磷酸钠1 g/L。工艺参数为:电流密度25 A/dm2,温度25℃,pH值为2.5。最佳实验条件下,可以得到表面光亮、成分均匀,仅存在少量微裂纹的非晶态FeCoNiCr高熵合金镀层,硬度可达466.49 HV。对其进行结合力测试和电化学性能测试,实验结果显示:镀层与基体结合力量好,耐腐蚀性良好。在3.5 wt.%NaCl溶液中自腐蚀电位为-0.45 V,自腐蚀电流密度为1.73×10-6 A/cm2,其腐蚀机制是氧的去极化和氯离子共同作用而引发的点蚀;在1 mol/L H2SO4酸性溶液中的自腐蚀电位为-0.33 V,自腐蚀电流密度为1.25×10-5 A/cm2,其腐蚀机制是氢的去极化而引发的均匀腐蚀;在1 mol/L NaOH碱性溶液中的自腐蚀电位为-0.74 V,自腐蚀电流密度为1.38×10-6 A/cm2,其腐蚀机制是吸氧而发生的均匀腐蚀。