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[目的]金属微器件在电沉积过程中往往会产生较大的残余应力，对微器件的尺寸精度、力学性能和良率产生不利影响。[方法]为降低镀层的残余应力，在喷射电沉积镍过程中施加同轴兆声辅助。研究了兆声功率密度对Ni镀层形貌、表面粗糙度、显微硬度和残余应力的影响。[结果]施加同轴兆声辅助后，所得Ni镀层的宏观和微观形貌都有所变差，表面粗糙度略微增大，显微硬度变化不大，但残余应力显著降低。当兆声功率密度为10 W/cm~2时，Ni镀层的残余应力最低，比无兆声辅助时所得Ni镀层低了37.75%。[结论]在电沉积过程中施加兆声辅助能够有效降低镀层的残余应力。
[目的]Q235钢结构件的服役环境一般较恶劣，要对其进行适当的表面处理来提高其耐蚀性。[方法]先在Q235钢表面喷射电沉积镍，再采用0.3 mol/L硬脂酸溶液浸泡修饰12 h，得到疏水的镍镀层。通过接触角测量仪、超景深三维显微镜和场发射扫描电镜分析了不同脉冲参数下电沉积所得镍镀层表面的水接触角、粗糙度和微观形貌，并利用电化学工作站对镀层的耐腐蚀性能进行分析。[结果]随着峰值电流密度、占空比或电沉积时间的增大，Ni镀层的水接触角和表面粗糙度都呈先增大后减小的变化趋势。在峰值电流密度为0.15 A/cm~2、占空比为50%的条件下喷射电沉积10 min所得的Ni镀层经化学修饰后水接触角为146.3°，耐蚀性最好。[结论]在Q235钢表面采用喷射电沉积镍加化学修饰的方法可获得超疏水表面，显著提高其耐蚀性。
[目的]目前水系锌离子电池负极面临许多挑战。在锌基体表面沉积金属层可为其提供保护屏障，起到抑制析氢、提高耐蚀性、改善力学性能等作用。[方法]采用酸性电镀液在金属锌表面制备了Zn–In合金，镀液配方为：ZnSO_4·7H_2O 40 g/L,In_2(SO_4)_3 10 g/L,EDTA(乙二胺四乙酸) 40 g/L,C_6H_5K_3O_7 25 g/L,Na_2SO_4 15 g/L，添加剂适量。研究了电流密度对Zn–In合金镀层耐蚀性、微观形貌和显微硬度的影响。[结果]电流密度为0.6 A/dm~2时所得Zn–In合金镀层表面均匀、平整且致密，耐蚀性最佳，显微硬度也较高。能谱(EDS)和X射线光电子谱(XPS)分析结果表明，所得的镀层主要由Zn、In及其氧化物组成。[结论]在锌箔表面电镀Zn–In合金可提高其耐蚀性和表面品质，有望扩宽其在水系锌离子电池方面的应用。
[目的]烧结钕铁硼(Nd Fe B)的电镀前处理技术还不够成熟，开发适宜的前处理工艺极其重要。[方法]在电镀铜前，先采用以羟基乙叉二膦酸(HEDP)为主配位剂的溶液对NdFeB进行预浸。预浸液组成和工艺条件为：HEDP 20～30 g/L，氢氧化钾20～25 g/L，碳酸钾10～15 g/L，葡萄糖酸钾1～2 g/L，乙酸0.5～1.0 g/L，室温，时间60 s。通过电化学测试对比了Nd Fe B基体有无预浸处理时，铜在其表面的电沉积行为，并通过金相显微镜、扫描电镜、能谱仪和荧光光谱测厚仪，对比了有无预浸处理的Nd FeB基体表面Cu镀层的宏观和微观表面形貌、截面形貌、元素分布及厚度分布均匀性。[结果]Nd Fe B基体预浸后表面被活化，静态电位降低。预浸液能够填满基体表面的孔隙并形成一层水薄膜，在后续电镀铜时保护基体不被腐蚀。预浸处理的Nd Fe B基体表面所得Cu镀层均匀、致密，不易氧化发黑，结合力和耐蚀性较好。[结论]对烧结钕铁硼进行预浸处理，能够保证其在后续电镀铜过程不被腐蚀，提高Cu镀层的综合性能。
[目的]镀银层往往存在孔隙，使其耐蚀性无法满足苛刻的海洋环境应用要求，因此有必要对其进行封闭处理。[方法]采用水性硅溶胶对5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)体系无氰镀银层进行封闭，通过正交试验优化封闭处理的工艺条件。借助扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及电化学阻抗谱(EIS)测试分析了封闭后Ag镀层的微观结构、化学组成及耐蚀性。考察了1Cr18Ni9Ti不锈钢和GH2132合金表面Ag镀层经硅溶胶封闭后的耐酸性盐雾性能。[结果]较佳的封闭液组成和工艺条件为：丙烯酸树脂100 g/L，中性硅溶胶26 g/L，表面活性剂1 g/L，室温，时间60 s。在该条件下封闭后，Ag镀层表面疏水性和耐蚀性提高；Ag镀层的微观表面形貌未发生改变，封闭剂仅渗入镀层孔隙，而未在表面形成连续的膜。1Cr18Ni9Ti不锈钢和GH2132高温合金经“无氰镀银+水性硅溶胶封闭”处理后可以通过192 h的酸性盐雾试验。[结论]采用水性硅溶胶封闭处理可显著提高无氰镀银层的耐蚀性，对航空零部件的发展具有重要意义。
[目的]硅通孔(TSV)电镀铜填充一般采用PEG(聚乙二醇)类有机化合物抑制剂，但往往存在电镀时间长、易产生空洞、面铜较厚、退火后晶界间缺陷多等问题。[方法]开发了一种新型含丙二醇的复合有机抑制剂，研究了采用它时的TSV填充模式，退火后孔内镀层的结晶状态，以及镀层的杂质含量。[结果]该抑制剂对TSV的填充效果明显优于传统抑制剂，与小分子含硫化合物加速剂复配使用时可实现“自下而上”的均匀填充，且面铜平整，无微孔、气泡等缺陷存在。[结论]该复合有机抑制剂具有很好的工业化应用潜力。
[目的]绝缘子作为微波组件内、外部的连接器件，其引线与玻璃封接处容易断裂。[方法]采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪等手段对上述断裂的原因进行分析。[结果]通过机理探讨与现场观察相结合，确定症结在于应力腐蚀开裂。绝缘子引线断裂分为3个阶段：点蚀过程及裂纹萌生，裂纹扩展，以及纯力学快速断裂。[结论]采用化学抛光与机械研磨相结合、镍金交叉镀覆的新工艺可以消除绝缘子引线封接处镀层应力敏感性和应力条件，令镀层的结合力、耐盐雾性能及焊接性能均达到工艺要求。
[目的]阴极辊的表面状态会影响电解铜箔的品质，抛磨处理能够令阴极辊保持较佳的表面状态。[方法]通过对日常生产中阴极辊抛磨参数的跟踪与铜箔性能的分析，探究了电解铜箔生产中阴极辊在线抛磨对铜箔粗糙度、拉伸强度、延伸率等性能的影响。[结果]适当提升抛磨刷的摆动频率，降低抛磨刷与阴极辊间的接触压力，增大阴极辊抛磨长度，以及使用小粒度的抛磨刷均能降低铜箔的粗糙度，提高铜箔的常温拉伸强度，减小铜箔纵向与横向延伸率的差异，提高产品合格率。[结论]控制好阴极辊的在线抛磨参数有助于获得品质良好的电解铜箔。
[目的]对于一些应用于特殊场合的镀锌板，在磷化后还要进行皂化处理，以满足摩擦因数低及耐蚀性优良的使用要求。[方法]采用刷涂的方式对镀锌板磷化处理后再皂化。对比了镀锌板经不同工艺处理后的表面微观形貌、动摩擦因数和耐蚀性。研究了刷涂磷化液中添加不同质量浓度(0～20 g/L)的锆盐时对磷化-皂化膜层表面微观形貌和动摩擦因数的影响。[结果]皂化处理可提高磷化膜表面的平整性和均匀性，降低磷化膜的动摩擦因数，但对磷化膜水接触角的影响很小。磷化液中添加锆盐可以有效降低磷化-皂化膜层的动摩擦因数，令其满足动摩擦因数小于0.16的应用要求。[结论]通过刷涂方式可在镀锌板表面获得动摩擦因素低、耐蚀性好的磷化-皂化膜，有望实现工程化应用。
[目的]结构复杂的2A11铝合金零件在整体硬质阳极氧化时易出现烧损、膜层均匀性较差等问题。[方法]基于AnodizingManager阳极氧化仿真技术，采用有限元分析方法对典型工艺方案进行仿真计算，并基于仿真结果开展优化试验方案设计。[结果]经试验验证，通过构建新型遮蔽物与导电点，可以改善硬质阳极氧化零件表面氧化膜厚度的均匀性，提高产品合格率。[结论]对于复杂结构的铝合金硬质阳极氧化，数值模拟技术是完全可行的，其应用彻底改变了传统工艺优化的“经验设计——现场试制——纠错”研发模式，可节省大量的时间与成本。
[目的]采用大气压等离子体射流(APPJ)技术在聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面产生结构色的方法和机制鲜有报道。[方法]通过对处在拉伸状态的PDMS进行1 min的氩气等离子体处理，然后释放拉应力，获得了具有环形渐变结构色的PDMS。[结果]扫描电镜(SEM)照片揭示，APPJ处理后的PDMS表面生成了周期排列的纳米褶皱结构，且褶皱周期是逐渐变化的。X射线光电子能谱(XPS)分析表明，经APPJ处理的PDMS表面发生了进一步交联和氧化，生成了弹性模量比PDMS更高的氧化硅物质层。可见光吸收和反射光谱分析表明，具有结构色的PDMS对可见光表现出了更低的反射率，而其垂直方向的可见光透过率则无显著改变。[结论]通过APPJ技术能够简单、快速地对有机硅化合物表面进行改性而获得精细结构色，该工艺方法有望满足显示、传感、防伪、功能材料等领域的实际需求。
[目的]随着加工技术水平的不断提高，镁合金应用范围迅速扩展，市场需求不断增长。然而镁合金化学活性高，在环境中极易发生腐蚀而造成金属部件失效。因此镁合金的防腐处理至关重要。[方法]综述了改善镁合金耐蚀性的几种常用表面处理技术的研究进展，包括化学转化、微弧氧化、电镀、电泳沉积、溶胶-凝胶处理、水热处理和喷涂。[结果]对镁合金进行适当的表面处理能够显著提高其耐蚀性。[结论]目前镁合金表面防腐处理已取得一定的进展，但还有许多待改进之处。
[目的]氮掺杂碳量子点(N-CQDs)作为一种绿色高效的新型缓蚀剂，在腐蚀控制领域具有巨大的应用潜力。但由于其结构无法精确调控，很难对制备N-CQDs的众多前驱体进行筛选。[方法]依据密度泛函理论(DFT)，通过Fukui指数计算各前驱体分子的优先反应活性位点，确定前驱体分子间一步脱水缩合反应产物的分子结构，并进行全局参量和局部参量的计算，分析了采用柠檬酸分别与乙二胺、尿素和氨基胍盐酸盐作为前驱体所合成的3种N-CQDs的缓蚀性能，再通过称重法对水热法合成的3种N-CQDs的缓蚀性能进行验证，优选出缓蚀性能最佳的缓蚀剂。采用紫外可见吸收光谱、荧光光谱和高分辨率场发射透射电镜表征优选缓蚀剂的荧光性能和表面形貌，并以电化学方法和表面分析方法研究此缓蚀剂对Q235碳钢在0.5 mol/L硫酸溶液中的缓蚀机理。[结果]以柠檬酸和氨基胍盐酸盐为前驱体制备的N-CQDs-3缓蚀性能最佳，且试验结果和理论计算结果一致。N-CQDs-3在紫外激发光下显示蓝绿光，平均粒径为(2.5±0.8) nm。该缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂，主要通过物理和化学吸附同时抑制金属在酸溶液中腐蚀反应的发生，其对Q235碳钢在0.5 mol/L硫酸溶液中的缓蚀效率最高可达95.3%。[结论]通过量子化学计算方法对制备N-CQDs所用的前驱体进行筛选，提前预测其缓蚀性能，可提高试验效率。
[目的]铁路运煤货车门板发生了严重的腐蚀。[方法]通过金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对门板基材及腐蚀产物进行分析，并采用X射线荧光光谱和离子色谱分别对货车内残留的煤粉及其溶液进行分析。[结果]车体材料由铁素体和珠光体组成，无明显的夹杂物。腐蚀产物为Fe的氧化物和氢氧化物，有部分疏松多孔，表面存在裂纹。煤中除氧化物外，含有微量的Cl元素。煤粉溶液中含有一定量的Cl~-和SO_4~(2-)离子。[结论]铁路货车车门附近较易发生腐蚀主要是由于存在较高浓度的Cl~-和SO_4~(2-)。这两种离子在潮湿环境下会加剧车体金属材料的电化学腐蚀。
[目的]涂层老化的数值模拟研究取得了丰硕的成果。[方法]综述了研究涂层老化失效机理、寿命预测、在线监测的模拟分析与数据处理方法。[结果]对于涂层老化失效机理，可以就光氧老化、热氧老化、机械应力老化等微观或宏观特征进行模拟。对于涂层寿命预测，可以建立基于老化特征的模型或基于不确定性数学的模型。对于涂层老化的在线监测，电化学监测和老化特征监测是两个主要途径，所得数据可用于腐蚀数据库的建立及基于大数据的模型开发。[结论]引入人工智能是涂层老化数值模拟与数据处理的发展趋势。
[目的]车架电泳时会受到槽内搅拌的影响，确定合适的喷嘴流速至关重要。[方法]对阴极电泳漆槽内不同喷嘴流速产生的流场分布情况进行仿真分析。[结果]喷嘴流速越大，槽体底部的自由环流区越多。槽体中间位置截面的强制环流区越接近上液面，越有可能造成更多的气泡进入槽液，需要着重管控车架此部位的漆面品质。对于会形成较多自由环流区且速度分布不稳定的工况，在实际生产中应予以避免。[结论]仿真技术可为车架涂装工况的调整和优化提供重要依据，缩减试验成本与时间。
[目的]传统汽车涂装的3C2B工艺逐渐被更为紧凑、环保的水性B1B2工艺替代，但由于B1与B2是湿碰湿，喷涂过程对环境的要求更为苛刻，出现质量缺陷的概率及调查的难度也大幅提升。[方法]对某主机厂水性B1B2工艺中色漆层出现的针孔进行调查及处理。[结果]发现色漆层脱水不足是主要原因。通过优化面涂各层厚度的均匀性及提高闪干温度解决了问题。[结论]在车身水性B1B2工艺的日常管理中，要做到对缺陷的精准识别，理清思路，并积累更多的经验。
[目的]电镀废水中的Zn~(2+)污染控制是当前重要的工业水环境技术问题。[方法]采用正弦交流电絮凝技术和自制的电絮凝装置从废水中除去Zn~(2+)。采用数值模拟的研究方法对电絮凝装置进行了流场分析，并通过实验研究了溶液初始pH、电流密度、初始锌离子浓度、反应时间等因素对去除Zn~(2+)的影响，使用响应面优化方案的Box-Behnken设计获得Zn~(2+)最高去除效率的最佳工艺参数。[结果]钛篮孔板大于3层有利于实现电絮凝装置流场均匀分布；在pH=9、含120 mg/dm~3 Zn~(2+)的模拟废水溶液中，施加电流密度为0.31 A/m~2、频率为50 Hz正弦交流电，通电21.3 min,Zn~(2+)的去除率可达到98.80%。[结论]响应面优化可用于正弦交流电絮凝处理含Zn~(2+)废水的过程。
[目的]次氯酸钠具有强氧化性，被广泛应用于电镀、印染、石油化工等领域的废水处理。[方法]采用次氯酸钠氧化法处理电镀废水，通过静态试验探究次氯酸钠的投加量、反应时间、初始pH等因素对电镀废水中总镍、氨氮、总磷等污染物处理效果的影响。对比了在较优条件下分别采用机械搅拌和曝气搅拌时废水的处理效果。[结果]较佳的工艺条件为：10%(质量分数)次氯酸钠溶液投加量100 mL/L，初始pH为6.0，反应时间90 min。在该条件下，废水中总镍、总磷和氨氮的去除率分别达到99.97%、99.94%和99.41%，其出水浓度均满足《电镀污染物排放标准》(GB 21900–2008)中“表3”的要求。电镀废水处理过程采用机械搅拌和曝气搅拌均可，但采用机械搅拌的处理效果更佳。[结论]采用次氯酸钠氧化法可有效去除含镍电镀废水中镍、磷和氨氮，使废水达标排放。
[目的]涂料工业废水成分复杂、难生物降解、有机物浓度高，同时含有悬浮物、重金属等污染物。[方法]按照废水处理工艺流程，综合阐述了近年来涂料工业废水处理方法的研究进展，解析了预处理、生化处理及深度处理技术的作用机理及局限性，介绍了部分可行但尚未应用于涂料工业废水的前沿技术，以拓展未来可能的研究重点和应用方向。[结果]综合废水处理案例分析表明单一方法无法实现涂料废水的有效处理。[结论]多种技术组合能使大部分废水在处理后达到排放标准。