A Study of Mechanical and Electrochemical Behavior of Cr, Cr Based Alloy, Nanosized Cr-Based Multilayer, and Cr Based Composite Deposits Electroplated from the Trivalent-Chromium-Based Bath

由於上六價鉻離子具高毒性，且必須於約50°C 電鍍作業，易發生工安及環保問題，故採用低毒性三價鉻鍍液電鍍獲得之鉻及鉻合金鍍層成為現今值得發展的重點。因此，近年上本實驗室致力於三價鉻電鍍研究，開發一三價鉻鍍液配方具高電流效率(55~85%)，並可於高電流密度下(30~50 Adm-2)電鍍獲得鉻鍍層，並將研究成果申請國內外專利，且發表於國內、外學術期刊上。為落實研究成果及加強應用性，本計畫擬選用高碳工具鋼為電鍍基材電鍍硬鉻及以黃銅為基材電鍍裝飾鉻，以三年為期，逐步分析探討鉻、鉻基合金、鉻基奈米多層膜、及鉻複合鍍層之機械及電化學特性。本計畫第一年將探討Cr-C、Cr-Ni-C 鍍層及其經退火熱處理與超高頻高周波處理後之機械與電化學行為。在第二年著手於開發Cr-Ni-Fe-C，Cr-Ni-Co-C、Cr-Ni-Co-Fe-C 合金鍍層，及其奈米鉻基多層膜，並分析其經熱處理後之特性。最後一年則以開發Cr-Al2O3 及Cr-SiC 複合鍍層，添加奈米及微米Al2O3 及SiC 粉末於鍍液，探討粉末在鍍液分散性與共電沉積行為，並分析所獲得複合鍍層之特性。除分析測試三價鉻為基之各式鍍層機械與電化學特性外，並以顯微分析技術了解鍍層之顯微組織與表面形貌。本計畫將以掃瞄及穿透式電子顯微鏡，X 射線能量分佈譜，原子力顯微鏡，及X 射線繞射分析儀分析所獲得鍍層之顯微組織及表面形貌。以微硬度及耐磨耗測試瞭解鍍層之硬度，鍍層與基材之結合性及耐磨特性。電化學分析則以動電位計，交流阻抗分析儀，旋轉圓柱電極組，探討鍍液及鍍層之耐蝕，鍍液內各化學種之還原氧化性質。在熱分析方面責以熱差分析儀探討鍍層在各溫度區間之吸放熱行為。預期本計畫執行後，三年內將產出至少八篇SCI 論文及二項專利。

Project ID:PB9607-1681
External Project ID:NSC96-2221-E182-026