ABS表面金属化及镀层钝化的耐腐蚀性能研究

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1、工程硕士学位论文ABS表面金属化及镀层钝化的耐腐蚀性能研究作者姓名张亨学科专业材料工程校内指导教师康志新教授校外指导教师郭涛教授级高工所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2018年1月ResearchesonSurfaceMetallizationofABSPlasticsandAnticorrosivePropertyofCoatingPassivationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhangHengSupervisor：Prof.KangZhixinProf.G

2、uoTaoSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TQ153.3学校代号：10561学号：201521002768华南理工大学硕士学位论文ABS表面金属化及镀层钝化的耐腐蚀性能研究作者姓名：张亨指导教师姓名、职称：康志新教授，郭涛教授级高工申请学位级别：工程硕士工程领域名称：材料工程论文形式：产品研发工程设计应用研究工程/项目管理调研报告研究方向：表面工程论文提交日期：2018年1月3日论文答辩日期：2018年3月15日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员

3、会成员：主席：张卫文教授委员：赵海东教授李烈军教授郭涛教授级高工康志新教授摘要ABS塑料表面金属化后既具有ABS塑料的特有性能，如热稳定性、优良的力学性能、化学试剂耐受性，也具备了一些金属的特性，如导电性、电磁屏蔽性、耐磨性等。塑料金属化已广泛应用于电子电气、汽车、电脑车身部件、办公设备、机械等行业。ABS的传统表面金属化工艺中采用铬酸刻蚀、敏化—活化处理，镀层与基体之间的结合力不高，并且往往采用六价铬钝化，具有一定危害性。因此，开发新型的无钯环保前处理及无铬钝化工艺具有重要意义和应用前景。本文利用分子接枝及化学喷镀工艺进行塑料表面金属化前处理

4、，在ABS表面快速制备结合力优异的镀银层，并在此基础上进行电沉积铜/镍镀层的工艺研究。最后，通过对镀层进行镍封—无铬钝化处理，得到了耐腐蚀性能优异的复合镀层，研究了无铬钝化的成膜及镍封—无铬钝化镀层的腐蚀机理，主要结论如下：（1）对ABS塑料进行P-TES和N-TES分子前处理，P-TES在紫外光的照射条件下，其中含氮基团与塑料基体中的碳氢键发生化合反应，实现塑料基体与P-TES分子的化学键合。N-TES通过缩聚作用与P-TES键合，N-TES可以不断发生自组装反应，在ABS基体上接枝长链分子。采用化学喷镀工艺制备了均匀致密的镀银层，其与基体的

5、结合力良好，平均剥离强度达到了8N/cm。（2）对ABS镀银后焦磷酸盐镀铜和硫酸盐镀铜工艺进行对比研究，利用正交试验得到了两种最佳工艺条件。硫酸盐镀铜在各个工艺条件下制备的镀铜层致密，结合力保持在较高的水平，而焦磷酸盐镀铜层的延展性要低于硫酸盐镀铜层。对镀铜样品进行镀镍工艺研究，半光亮镀镍层与光亮镀镍层的腐蚀电位分别为-0.240V、-0.352V，双层镍之间由于电位差的存在，双层结构之间形成了原电池。（3）在双层镀镍层上进行复合电沉积工艺，4g/L的Ni-SiC复合镀层腐蚀电流密度2最小仅为0.860μA/cm。在4g/LNi-SiC复合镀层

6、上制备无铬钝化膜层，腐蚀电位更正2的无铬钝化膜层的腐蚀电流密度为0.354μA/cm。中性盐雾试验表明经过无铬钝化后的膜层没有出现明显的锈点，镍封—微孔无铬钝化工艺制备的镀层具有优异的耐腐蚀性能、抗氧化及防变色能力。关键词：分子接枝；电镀；镍/铜；钝化；耐腐蚀性能IABSTRACTThesurfacemetallizationprocessescombineinherentperformancesofABSplastics,suchasthermalstability,excellentmechanicalstrength,andhighres

7、istancetochemicalreagents.Metallizedplasticswillalsobringaboutthecharacteristicsofthemetal,suchasconductivity,magneticshielding,abrasionresistance.Itisincreasinglyhighrequiredforlow-cost,lightweightproductsinmodernindustries.Themetallizationprocessesofplasticshavebeenwidelyu

8、sedinelectricalandelectronic,automotive,computerbodyparts,officeequipments,