CN107043947A - 一种锡‑氧化石墨烯复合电镀溶液及其制备方法和应用 - Google Patents

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张庆辉
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Abstract

本发明提供了一种锡‑氧化石墨烯复合电镀液，电镀液按每升计算，由40~200mg氧化石墨烯、35‑50g氯化亚锡、14‑20g氟化钠、16g氨三乙酸、15‑20g氯化钠、4g复合添加剂和余量的蒸馏水组成。本发明还提供了上述电镀液的制备，将氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂依次加入蒸馏水中溶解，随后，在搅拌条件下加入氧化石墨烯，然后用浓度为2mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至4‑4.5，最终在超声功率100W下超声3小时，即得到分散性良好的锡‑氧化石墨烯复合电镀液。将本发明用于在钢铁合金的表面进行电镀，即形成耐蚀性好的氧化石墨烯复合涂层。

Description

一种锡-氧化石墨烯复合电镀溶液及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料学领域，涉及一种电镀液，具体来说是一种锡-氧化石墨烯复合电镀溶液及其制备方法和应用。
背景技术
由于锡在大气环境下容易钝化而形成比较稳定的保护膜，其被广泛地应用钢铁制品上作为一种保护性涂层。锡镀层在大气环境下对钢铁制品起到很好的保护作用，但是其海洋大气环境中的耐蚀性并不理想，这限制锡镀层及其相关钢铁制品的实际应用。
锡金属不仅具有良好的延展性、不易变色，无毒，而且具有较好的抗蚀性因此，Sn镀层是广泛用于防腐的金属镀层之一。近些年，研究者除了对电沉积Sn 合金镀层的制备及耐蚀性进行了一些研究之外，还将金属Sn与一些纳米粒子(如 SiO2、TiO2、CeO2、CNTs等)进行复合构成Sn复合镀层。然而目前有关这些Sn 复合涂层的研究多用于催化或锂离子电池方面，而对于耐蚀性能的研究却很少有人去做，因此，锡基纳米复合涂层的耐蚀性研究将会成为新的关注焦点。
石墨烯由于其具有超高的比表面积、超高的强度、韧性、憎水性和抗腐蚀性等特性使它在金属防腐涂层领域有望发挥极佳的作用。氧化石墨烯是石墨烯的一种衍生物，由于氧化石墨烯不仅具有与石墨烯类似的特殊的二维结构、高比表面积、优异的抗渗透性、高的热稳定性和化学稳定性等特性，而且含有丰富的含氧官能团，使其具有在绝大多数极性溶剂中很好地分散和易与其它材料相复合的优势，故在构建复合涂层应用于金属防腐领域有着巨大的应用潜力。
目前，有关氧化石墨烯与其他材料复合形成复合防腐涂层的报道主要是围绕将氧化石墨烯融入到高分子材料形成复合防腐涂层的研究。如聚偏氟乙烯、醇酸树脂、聚氨酯丙烯酸酯、环氧树脂等高分子材料。尚未有关氧化锡-氧化石墨烯复合镀层的研究。
电沉积技术由于其工艺简单、成本低、镀层可控性比较强和应用性强等优点，成为目前在钢铁制品表面制备Sn、Zn、Ni、Cr、Cu等防腐、耐磨和装饰性金属涂层一种典型制备工艺。因此，采用电沉积技术在钢铁制品表面制备出金属和氧化石墨烯的复合涂层对提高钢铁制品的耐蚀性及其应用都具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种锡-氧化石墨烯复合电镀溶液及其制备方法和应用，所述的这种锡-氧化石墨烯复合电镀溶液及其制备方法和应用要解决现有技术中的钢铁合金工件耐蚀效果不佳的技术问题。
本发明提供了一种锡-氧化石墨烯复合电镀液，按每升电镀液计算，其组成和含量如下：
所述复合添加剂由平平加0、苯亚甲基丙酮和甲醛组成，所述平平加0、苯亚甲基丙酮和甲醛的质量比为10：1：3。
本发明还提供了上述的一种锡-石墨烯电镀液的制备方法，按照每升电镀液的质量分别称取氧化石墨烯、氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂和蒸馏水；将氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂，依次加入蒸馏水中溶解，随后，在搅拌条件下加入氧化石墨烯，然后用浓度为10-20％氢氧化钠溶液调节pH值至4-4.5，最终在超声功率100-200W下超声2-6小时，即得到锡-氧化石墨烯复合电镀液。
本发明还提供了上述一种锡-氧化石墨烯电镀液用于钢铁工件表面形成锡- 氧化石墨烯复合涂层。
本发明还提供了一种采用上述的氧化石墨烯电镀液在钢铁工件表面形成锡- 氧化石墨烯复合涂层的方法，包括如下步骤：
1)一个对钢铁合金工件的表面进行预处理的步骤，将钢铁合金工件的表面依次使用280#、800#、1500#和2000#砂纸打磨，之后用去离子水冲洗以去除钢铁表面残留基体磨损剥离物和砂纸磨粒，之后0.5#金刚石研磨膏进行抛光，再用质量百分比浓度为10-20％的氢氧化钠水溶液在温度为70-80℃条件下浸泡10～15min脱脂除油，然后，依次用自来水清洗冲洗和蒸馏水清洗以获得表面平整无污染的表面；再用质量百分比浓度为10-20％的盐酸水溶液酸洗30～60s进行表面活化，再依次用自来水和蒸馏水将表面酸液冲洗干净，并最终将经过上述处理的钢铁工件浸泡蒸馏水里备用；
2)一个在钢铁合金工件的制备表面上锡-氧化石墨烯复合涂层的步骤，将经过步骤1)处理后的钢铁合金工件和纯锡板放入锡-氧化石墨烯复合电镀液中，并分别与直流稳压稳流电源负极和正极连接，在电流密度为2-7A/dm2、电镀液温度为20-35℃和连续机械搅拌条件下沉积10-20min，取出，依次用自来水和蒸馏水进行冲洗，并用吹风机吹干或者在干燥环境下阴干，即得到表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀镀层的钢铁合金工件。
上述所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁工件，即通过在电沉积锡过程中，氧化石墨烯微粒与锡离子共同沉积形成锡-氧化石墨烯复合镀层，所形成的锡-氧化石墨烯复合镀层的表面呈现岩石形晶粒的簇状堆积结构。
本发明的一种锡-氧化石墨烯复合电镀液，由于在纯锡电镀液中加入了化学惰性的氧化石墨烯，因此用该锡-氧化石墨烯复合电镀液在钢铁合金工件表面施镀时，形成了致密的、高防腐性能的锡-氧化石墨烯复合镀镀层，解决了传统纯锡镀层在盐水和潮湿的海洋大气环境下耐蚀性差的问题。
本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。利用本发明的一种锡-氧化石墨烯复合镀液所制备的耐蚀性非常好的锡-氧化石墨烯复合镀层，成本低廉、环境影响小、设备要求不高，因此该发明的锡-氧化石墨烯复合电镀液的制备及应用满足工业化生产的需要。
附图说明
图1为对比实施例1所得的表面镀有纯锡镀层的钢铁合金镀件的镀层表面扫描电镜图。
图2为实施例1所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件的镀层表面扫描电镜图。
图3为实施例2所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件的镀层表面扫描电镜图。
图4为实施例3所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件的镀层表面扫描电镜图。
图5为实施例4所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件的镀层表面扫描电镜图。
图6为对比实施例1所得的表面镀有纯锡镀层的钢铁合金镀件和上述实施例1，2，3，4所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件在3.5％(质量分数)NaCl溶液中的动电位极化曲线。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明作进一步描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在对本发明的理解，而对其它不起任何限定作用。
对比实施例1
本实施例是以下实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的对比实施例
在本实施例中，一种无添加氧化石墨的锡电镀液，按每升锡镀液计算，其组成及含量如下：
所述复合添加剂由平平加0、苯亚甲基丙酮和甲醛组成，所述平平加O质量百分比为10：1：3。
上述的一种锡电镀液通过如下方法制备：
将氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂依次加入蒸馏水中溶解，然后用浓度为10％氢氧化钠溶液调节pH值至4-4.5，最终在超声功率100W 下超声3小时，即得到分散性良好的纯锡电镀液。
应用对比实施例1
将对比实施列1所得的纯锡电镀液应用于钢铁合金的表面以形成纯锡镀层的方法，具体包括如下步骤：
(1)、钢铁合金工件的表面的预处理
将钢铁合金工件的表面依次使用280#、800#、1500#和2000#砂纸打磨，之后用去离子水冲洗以去除钢铁表面残留基体磨损剥离物和砂纸磨粒，之后0.5# 金刚石研磨膏进行抛光，再用质量百分比浓度为20％的氢氧化钠水溶液在温度为70-80℃条件下浸泡10-15min脱脂除油，然后，依次用自来水清洗冲洗和蒸馏水清洗以获得表面平整无污染的表面；
然后，用质量百分比浓度为10％的盐酸水溶液酸洗30-60s进行表面活化，再依次用自来水和蒸馏水将表面酸液冲洗干净，并最终将经过上述处理的钢铁工件浸泡蒸馏水里备用。
(2)、钢铁合金工件的表面上锡涂层的制备
将经过步骤(1)处理后的钢铁合金工件和纯锡材放入锡电镀液中，并分别与直流稳压稳流电源负极和正极连接，在电流密度为2A/dm2、电镀液温度为25℃和连续机械搅拌条件下沉积20min，取出，依次用自来水和蒸馏水进行冲洗，并用吹风机吹干或者在干燥环境下阴干，即得到锡镀层的钢铁合金工件。
上述所得的表面镀有锡镀层的钢铁合金镀件的镀层表面，用扫描电子显微镜进行扫描所得的图如1所示，从图1中可以看出在钢铁合金工件表面上形成的纯锡镀层呈现出不均匀分布的颗粒块状表面结构。
对上述所得表面镀有锡镀层的钢铁合金镀件进行线性极化曲线测量。测量方法：电解质为质量浓度为3.5wt％NaCl溶液，采用三电极法，其中参比电极为甘汞电极，对电极为铂电极，工作电极为对比实施例1所得的表面镀有锡镀层的钢铁合金镀件，扫描速率为50mV/s。所得极化曲线测试结果如图6所示，从图6 可以看出在钢铁合金工件表面上形成的锡镀层的钢铁工件的腐蚀电位为 -1.015V，其腐蚀电流为5.858×10-5A·cm-2。
实施例1
一种锡-氧化石墨烯复合电镀液，按每升锡-氧化石墨烯复合镀液计算，其组成及含量如下：
所述复合添加剂由平平加0、苯亚甲基丙酮和甲醛组成，所述平平加O质量百分比为10：1：3。
上述的一种锡-氧化石墨烯复合电镀液通过如下步骤的方法制备：
将氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂依次加入蒸馏水中溶解，随后，在搅拌条件下加入氧化石墨烯，然后用浓度为10％氢氧化钠溶液调节pH值至4-4.5，最终在超声功率100W下超声3小时，即得到分散性良好的锡- 氧化石墨烯复合电镀液。
应用实施例1
将实施列1所得的氧化石墨烯复合电镀液应用于钢铁合金的表面以形成锡-氧化石墨烯复合镀层的方法，具体包括如下步骤：
(1)、钢铁合金工件的表面的预处理
将钢铁合金工件的表面依次使用280#、800#、1500#和2000#砂纸打磨，之后用去离子水冲洗以去除钢铁表面残留基体磨损剥离物和砂纸磨粒，之后0.5# 金刚石研磨膏进行抛光，再用质量百分比浓度为20％的氢氧化钠水溶液在温度为70-80℃条件下浸泡10-15min脱脂除油，然后，依次用自来水清洗冲洗和蒸馏水清洗以获得表面平整无污染的表面；然后，用质量百分比浓度为10％的盐酸水溶液酸洗30-60s进行表面活化，再依次用自来水和蒸馏水将表面酸液冲洗干净，并最终将经过上述处理的钢铁工件浸泡蒸馏水里备用。
(2)、钢铁合金工件的表面上锡-氧化石墨烯复合涂层的制备
将经过步骤(1)处理后的钢铁合金工件和纯锡材放入锡-氧化石墨烯复合电镀液中，并分别与直流稳压稳流电源的负极和正极连接，在电流密度为2A/dm2、电镀液温度为25℃和连续机械搅拌条件下沉积20min，取出，依次用自来水和蒸馏水进行冲洗，并用吹风机吹干或者在干燥环境下阴干，即得到表面镀有锡- 氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金工件。
对上述所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件的镀层表面，用扫描电子显微镜进行扫描所得的图如2所示，从图2中可以看出，不同于对比实施例1所得的钢铁合金工件表面上形成的纯锡镀层的形貌特征，在钢铁合金工件表面上形成的锡-氧化石墨烯复合镀层表面形貌呈现岩石形晶粒的簇状堆积结构。
对上述所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件进行线性极化曲线测量。测量方法：电解质为质量浓度为3.5wt％NaCl溶液，采用三电极法，其中参比电极为甘汞电极，对电极为铂电极，工作电极为实施例1所得的表面镀有锡-氧化石墨烯镀层的钢铁合金镀件，扫描速率为50mV/s。所得极化曲线测试结果如图6所示，从图6可以看出与对比实施例1所得的表面上形成的锡镀层的钢铁工件相比较，经实施例1所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合涂层的钢铁合金镀件的腐蚀电流下降低2倍，约为3.415×10-5A·cm-2；其腐蚀电位提高了1mV，达到-1.014V。腐蚀电流的降低充分说明经实施例1所得的锡-氧化石墨烯复合涂层能够为钢铁合金工件提供更好的防腐能力。
实施例2
一种锡-氧化石墨烯复合电镀液，按每升锡-氧化石墨烯复合镀液计算，其组成及含量如下：
所述复合添加剂由平平加0、苯亚甲基丙酮和甲醛组成，所述平平加O质量百分比为10：1：3。
上述的一种锡-氧化石墨烯复合电镀液通过如下步骤的方法制备：
将氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂依次加入蒸馏水中溶解，随后，在搅拌条件下加入氧化石墨烯，然后用浓度为2mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至4-4.5，最终在超声功率100W下超声3小时，即得到分散性良好的锡-氧化石墨烯复合电镀液。
应用实施例2
将实施列2所得的氧化石墨烯复合电镀液应用于钢铁合金的表面以形成锡-氧化石墨烯复合镀镀层涂层的方法，具体包括如下步骤：
(1)、钢铁合金工件的表面的预处理
将钢铁合金工件的表面依次使用280#、800#、1500#和2000#砂纸打磨，之后用去离子水冲洗以去除钢铁表面残留基体磨损剥离物和砂纸磨粒，之后0.5# 金刚石研磨膏进行抛光，再用质量百分比浓度为20％的氢氧化钠水溶液在温度为70-80℃条件下浸泡10-15min脱脂除油，然后，依次用自来水清洗冲洗和蒸馏水清洗以获得表面平整无污染的表面；然后，用质量百分比浓度为10％的盐酸水溶液酸洗30-60s进行表面活化，再依次用自来水和蒸馏水将表面酸液冲洗干净，并最终将经过上述处理的钢铁工件浸泡蒸馏水里备用。
(2)、钢铁合金工件的表面上锡-氧化石墨烯复合涂层的制备
将经过步骤(1)处理后的钢铁合金工件和纯锡材放入锡-氧化石墨烯复合电镀液中，并分别与直流稳压稳流电源负极和正极连接，在电流密度为2A/dm2、电镀液温度为25℃和连续机械搅拌条件下沉积20min，取出，依次用自来水和蒸馏水进行冲洗，并用吹风机吹干或者在干燥环境下阴干，即得到表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀镀层的钢铁合金工件。
上述所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件的镀层表面，用扫描电子显微镜进行扫描所得的图如3所示，从图3中可以看出，不同于对比实施例1所得的钢铁合金工件表面上形成的纯锡镀层的形貌特征，在钢铁合金工件表面上形成的锡-氧化石墨烯复合镀层表面形貌呈现岩石形晶粒的紧密簇状堆积结构。
对上述所得的表面镀有锡-氧化石墨烯镀层的钢铁合金镀件进行线性极化曲线测量。测量方法：电解质为质量浓度为3.5wt％NaCl溶液，采用三电极法，其中参比电极为甘汞电极，对电极为铂电极，工作电极为实施例2所得的表面镀有锡-氧化石墨烯镀层的钢铁合金镀件，扫描速率为50mV/s。所得极化曲线测试结果如图6所示，从图6可以看出与对比实施例1所得的表面上形成的锡镀层的钢铁工件相比较，经实施例2所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合涂层的钢铁合金镀件的腐蚀电流下降了近3倍，约为2.546×10-5A·cm-2；腐蚀电流的降低充分说明经实施例2所得的锡-氧化石墨烯复合涂层能够为钢铁合金工件提供更好的防腐能力。
实施例3
一种锡-氧化石墨烯复合电镀液，按每升锡-氧化石墨烯复合镀液计算，其组成及含量如下：
所述复合添加剂由平平加0、苯亚甲基丙酮和甲醛组成，所述平平加O质量百分比为10：1：3。
上述的一种锡-氧化石墨烯复合电镀液通过如下步骤的方法制备：
将氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂依次加入蒸馏水中溶解，随后，在搅拌条件下加入氧化石墨烯，然后用浓度为2mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至4-4.5，最终在超声功率100W下超声3小时，即得到分散性良好的锡-氧化石墨烯复合电镀液。
应用实施例3
将实施列3所得的氧化石墨烯复合电镀液应用于钢铁合金的表面以形成锡-氧化石墨烯复合镀镀层涂层的方法，具体包括如下步骤：
(1)、钢铁合金工件的表面的预处理
将钢铁合金工件的表面依次使用280#、800#、1500#和2000#砂纸打磨，之后用去离子水冲洗以去除钢铁表面残留基体磨损剥离物和砂纸磨粒，之后0.5# 金刚石研磨膏进行抛光，再用质量百分比浓度为20％的氢氧化钠水溶液在温度为70-80℃条件下浸泡10-15min脱脂除油，然后，依次用自来水清洗冲洗和蒸馏水清洗以获得表面平整无污染的表面；然后，用质量百分比浓度为10％的盐酸水溶液酸洗30-60s进行表面活化，再依次用自来水和蒸馏水将表面酸液冲洗干净，并最终将经过上述处理的钢铁工件浸泡蒸馏水里备用。
(2)、钢铁合金工件的表面上锡-氧化石墨烯复合涂层的制备
将经过步骤(1)处理后的钢铁合金工件和纯锡材放入锡-氧化石墨烯复合电镀液中，并分别与直流稳压稳流电源负极和正极连接，在电流密度为2A/dm2、电镀液温度为25℃和连续机械搅拌条件下沉积20min，取出，依次用自来水和蒸馏水进行冲洗，并用吹风机吹干或者在干燥环境下阴干，即得到表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀镀层的钢铁合金工件。
上述所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件的镀层表面，用扫描电子显微镜进行扫描所得的图如4所示，从图4中可以看出，不同于对比实施例1所得的钢铁合金工件表面上形成的纯锡镀层的形貌特征，在钢铁合金工件表面上形成的锡-氧化石墨烯复合镀层表面形貌呈现岩石形晶粒的紧密簇状堆积结构。
对上述所得的表面镀有锡-氧化石墨烯镀层的钢铁合金镀件进行线性极化曲线测量。测量方法：电解质为质量浓度为3.5wt％NaCl溶液，采用三电极法，其中参比电极为甘汞电极，对电极为铂电极，工作电极为实施例3所得的表面镀有锡-氧化石墨烯镀层的钢铁合金镀件，扫描速率为50mV/s。所得极化曲线测试结果如图6所示，从图6可以看出与对比实施例1所得的表面上形成的锡镀层的钢铁工件相比较，经实施例3所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合涂层的钢铁合金镀件的腐蚀电流下降了1个数量级，约为6.529×10-6A·cm-2；其腐蚀电位提高了45mV，达到-0.97V。腐蚀电流的降低和腐蚀电位的提高充分说明经实施例3所得的锡-氧化石墨烯复合涂层能够为钢铁合金工件提供更好的防腐能力。
实施例4
一种锡-氧化石墨烯复合电镀液，按每升锡-氧化石墨烯复合镀液计算，其组成及含量如下：
所述复合添加剂由平平加0、苯亚甲基丙酮和甲醛组成，所述平平加O质量百分比为10：1：3。
上述的一种锡-氧化石墨烯复合电镀液通过如下步骤的方法制备：
将氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂依次加入蒸馏水中溶解，随后，在搅拌条件下加入氧化石墨烯，然后用浓度为2mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至4-4.5，最终在超声功率100W下超声3小时，即得到分散性良好的锡-氧化石墨烯复合电镀液。
应用实施例4
将实施列4所得的氧化石墨烯复合电镀液应用于钢铁合金的表面以形成锡-氧化石墨烯复合镀镀层涂层的方法，具体包括如下步骤：
(1)、钢铁合金工件的表面的预处理
将钢铁合金工件的表面依次使用280#、800#、1500#和2000#砂纸打磨，之后用去离子水冲洗以去除钢铁表面残留基体磨损剥离物和砂纸磨粒，之后0.5# 金刚石研磨膏进行抛光，再用质量百分比浓度为20％的氢氧化钠水溶液在温度为70-80℃条件下浸泡10-15min脱脂除油，然后，依次用自来水清洗冲洗和蒸馏水清洗以获得表面平整无污染的表面；然后，用质量百分比浓度为10％的盐酸水溶液酸洗30-60s进行表面活化，再依次用自来水和蒸馏水将表面酸液冲洗干净，并最终将经过上述处理的钢铁工件浸泡蒸馏水里备用。
(2)、钢铁合金工件的表面上锡-氧化石墨烯复合涂层的制备
将经过步骤(1)处理后的钢铁合金工件和纯锡材放入锡-氧化石墨烯复合电镀液中，并分别与直流稳压稳流电源负极和正极连接，在电流密度为2A/dm2、电镀液温度为25℃和连续机械搅拌条件下沉积20min，取出，依次用自来水和蒸馏水进行冲洗，并用吹风机吹干或者在干燥环境下阴干，即得到表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀镀层的钢铁合金工件。
上述所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀层的钢铁合金镀件的镀层表面，用扫描电子显微镜进行扫描所得的图如5所示，从图5中可以看出，不同于对比实施例1所得的钢铁合金工件表面上形成的纯锡镀层的形貌特征，在钢铁合金工件表面上形成的锡-氧化石墨烯复合镀层表面形貌呈现岩石形晶粒的紧密簇状堆积结构。
对上述所得的表面镀有锡-氧化石墨烯镀层的钢铁合金镀件进行线性极化曲线测量。测量方法：电解质为质量浓度为3.5wt％NaCl溶液，采用三电极法，其中参比电极为甘汞电极，对电极为铂电极，工作电极为实施例4所得的表面镀有锡-氧化石墨烯镀层的钢铁合金镀件，扫描速率为50mV/s。所得极化曲线测试结果如图6所示，从图6可以看出与对比实施例1所得的表面上形成的锡镀层的钢铁工件相比较，经实施例4所得的表面镀有锡-氧化石墨烯复合涂层的钢铁合金镀件的腐蚀电流下降了5倍，约为1.20×10-5A·cm-2；其腐蚀电位提高了48mV，达到-0.967V。腐蚀电流的降低和腐蚀电位的提高充分说明经实施例4所得的锡- 氧化石墨烯复合涂层能够为钢铁合金工件提供更好的防腐能力。
综上所述，应用本发明的一种锡-氧化石墨烯复合电镀液应用于钢铁合金的表面形成鳞片状团簇结构的锡-氧化石墨烯复合镀镀层能为钢铁合金镀层提供更加优异的耐蚀性能。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行详细说明，应理解的是以上所述的仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡是依据本发明的技术方案所作的任何修改、补充或者等同替换等变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种锡-氧化石墨烯复合电镀液，其特征在于，按每升电镀液计算，其组成和含量如下：
氧化石墨烯 0.04~0.3g；
氯化亚锡 35-50g；
氟化钠 16-20g；
氨三乙酸 14-18g；
氯化钠 15-20g；
复合添加剂 2-6g；
余量为蒸馏水；
所述复合添加剂由平平加0、苯亚甲基丙酮和甲醛组成，所述平平加0、苯亚甲基丙酮和甲醛的质量比为10：1：3。
2.权利要求1所述的一种锡-石墨烯电镀液的制备方法，其特征在于：按照每升电镀液的质量分别称取氧化石墨烯、氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂和蒸馏水；将氯化亚锡、氟化钠、氨三乙酸、氯化钠、复合添加剂，依次加入蒸馏水中溶解，随后，在搅拌条件下加入氧化石墨烯，然后用浓度为10-20%氢氧化钠溶液调节pH值至4-4.5，最终在超声功率100-200W下超声2-6小时，即得到锡-氧化石墨烯复合电镀液。
3.权利要求1所述一种锡-氧化石墨烯电镀液用于钢铁工件表面形成锡-氧化石墨烯复合涂层。
4.一种采用权利要求1所述的氧化石墨烯电镀液在钢铁工件表面形成锡-氧化石墨烯复合涂层的方法，其特征在于包括如下步骤：
1）一个对钢铁合金工件的表面进行预处理的步骤，将钢铁合金工件的表面依次使用280#、800#、1500#和2000#砂纸打磨，之后用去离子水冲洗以去除钢铁表面残留基体磨损剥离物和砂纸磨粒，之后0.5#金刚石研磨膏进行抛光，再用质量百分比浓度为10-20% 的氢氧化钠水溶液在温度为70-80℃条件下浸泡10-15min脱脂除油，然后，依次用自来水清洗冲洗和蒸馏水清洗以获得表面平整无污染的表面；再用质量百分比浓度为10-20%的盐酸水溶液酸洗30~60s进行表面活化，再依次用自来水和蒸馏水将表面酸液冲洗干净，并最终将经过上述处理的钢铁工件浸泡蒸馏水里备用；
2）一个在钢铁合金工件的制备表面上锡-氧化石墨烯复合涂层的步骤，将经过步骤1）处理后的钢铁合金工件和纯锡板放入锡-氧化石墨烯复合电镀液中，并分别与直流稳压稳流电源负极和正极连接，在电流密度为2-7A/dm2、电镀液温度为20-35℃和连续机械搅拌条件下沉积10-20 min，取出，依次用自来水和蒸馏水进行冲洗，并用吹风机吹干或者在干燥环境下阴干，即得到表面镀有锡-氧化石墨烯复合镀镀层的钢铁合金工件。
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