三氯化铝/盐酸三甲胺离子液体中电沉积制备Al-Ni合金镀层

目的研究离子液体中Ni~(2+)浓度对Al-Ni合金镀层结构和成分的影响,同时考察电流密度对镀层表面形貌和织构的影响。方法采用脉冲电流法,在含有不同浓度氯化镍的无水三氯化铝/盐酸三甲胺离子液体中,于不同电流密度下电沉积制备Al-Ni合金镀层。利用扫描电子显微镜、X射线衍射技术和能谱分析仪探究离子液体中Ni~(2+)的浓度对Al-Ni合金镀层结构和成分的影响,考察电流密度对镀层表面形貌和织构的影响。结果随着离子液体中Ni~(2+)浓度的增加,镀层中镍的含量增多,表面胞状颗粒逐渐变小,表面趋于均匀,当Ni~(2+)的浓度为0.2 mol/L时,形成铝镍金属间化合物。另外,随着电流密度的增加,镀层表面形貌由针状晶体变为棒状颗粒,并且颗粒逐渐增大。结论离子液体中Ni~(2+)的浓度和电流密度对Al-Ni合金镀层表面形貌、结构和成分有一定的影响。当溶液中Ni~(2+)的浓度为0.2 mol/L、电流密度为6 m A/cm~2时,电沉积4 h可制备得到厚度为10μm、由3μm大小晶粒组成、含有铝镍金属间化合物的合金镀层。     

BMIC离子液体中电沉积制备Ir层研究

在BMIC离子液体中利用恒电压电沉积的方法在Pt基体上制备出表面平整且相对比较致密的Ir层.利用扫描电子显微镜和能谱仪(EDS)对Ir层的表面形貌和成分进行了分析.结果表明:在纯BMIC离子液体中恒电压电沉积时无法获得Ir层;加入乙二醇和提高温度均能够有效提高IrCl3在BMIC离子液体中的溶解度,从而有利于电沉积获得Ir层;Ir层表面随着BMIC与乙二醇的摩尔比的增大而变得粗糙;过低的恒电压电沉积时无法获得Ir层,而过高的恒电压又会使获得的Ir层非常疏松:较低的电沉积温度得不到Ir层,而较高的电沉积温度所获得的Ir层裂纹较大.     

离子液体AlCl_3-[bmim]Cl中电沉积铝的研究

在摩尔比为2:1的AlCl_3-[bmim]Cl离子液体中,加入一定量的甲苯,控制阴极电流密度,在基体铁片上获得银白色和平整致密的铝镀层。循环伏安实验表明离子液体中沉积铝源于Al_2Cl_7~-的还原,还原峰电位为-0.34V;当电流密度为20mA/cm~2时,最大电流效率达97%;所得铝镀层的厚度与电镀时间呈抛物线关系;在电流密度小于35mA/cm~2时,镀层厚度随电流密度增大呈逐渐递增趋势;扫描电镜、X射线能谱对铝镀层分析结果表明(45±2)℃温度得到平整致密纯度高的铝镀层;当电流密度为20mA/cm~2时,铝镀层呈薄片状生长,随电流密度的增大,镀铝层形貌由片状向粒状过渡,并伴随着晶粒的细化。     

盐酸体系中电沉积制备砷锑合金

在含As3+和Sb3+的盐酸水溶液中通过恒电流沉积制备砷锑合金。利用循环伏安、计时电流暂态技术研究阴极的电结晶过程,结合SEM和EDS观察分析沉积物的表面形貌及成分。结果表明:在该体系中,AsH3气体的析出得到有效抑制;Sb3+的加入有利于合金的电沉积;砷锑在玻碳电极上的电结晶遵循液相传质控制的三维生长机理,随着Sb3+浓度的增大以及柠檬酸络合剂的加入,其形核速率增大,沉积物晶粒细小;增加酸度可进一步细化晶粒,但酸度过高将产生粉末状沉积物。锑离子浓度的增大或柠檬酸络合剂的加入均导致沉积层中砷含量的减少。     

阴极电流密度对电镀Ni-W合金镀层质量的影响

主要研究了阴极电流密度对电沉积Ni-W合金镀层的组成、形貌及耐腐蚀性的影响,并做了简要分析.结果表明,较高的电流密度有利于钨的析出,当电流密度为5A/dm2时,镀层质量最好.     

非水体系中电沉积稀土永磁功能合金纳米线

利用多孔阳极氧化铝模板，在尿素-NaBr-KBr-酰胺体系中电沉积稀土-铁系金属（La-Co）合金纳米线。用扫描电子显微镜（SEM）观察（La-Co）合金纳米线的表面形貌，用磁振动样品磁强计（VSM）研究了LaCo合金的磁性。结果表明，纳米线直径较为均匀，且每条纳米线的尺寸为70～80nm，与AAO模板的纳米孔径大小相符合：X射线衍射（XRD）分析表明，La-Co合金为LaCo5晶体;在室温下呈现顺磁性的La，当与Co形成合金后，饱和磁矩接近于磁性金属Co。     

苄基三乙基氯化铵（BTEAC）-三氯化铝（AlCl3）离子液体电沉积铝研究

室温大气环境下,研究了BTEAC-AlCl3离子液体中铝在铜基体上的电沉积。考察了稀释剂苯和甲苯对离子液体电导率的影响。循环伏安和计时电流研究表明,铝在铜基体上的沉积过程为扩散控制的三维瞬时成核。在施加0.5V电压、电沉积3h的条件下,能得到均匀致密,与基体结合紧密的铝镀层,颗粒大小为1μm,厚度为8μm,纯度90%(质量分数)以上。     

ZnCl2-EMIC离子液体中电沉积锌

采用ZnCl2-EMIC离子液体,用电化学方法对体系在镍电极和钨电极上的反应阴极过程进行研究,分析辛沉积机制,并用直流和脉冲电源进行电沉积实验,研究电流密度、温度和脉冲参数等因素对镀层的影响。结果茛明：阴极反应为准可逆反应,锌离子在镍电极和钨电极上形核是三维瞬时形核半球形扩散长大过程,直流电流曾度为4mA／cm2,温度为80℃时,镀层质量最好;脉冲电沉积得到的镀层要优于直流电沉积得到的镀层,尤其生脉冲宽度为2ms,脉冲间隔为8ms,电流密度为8mA／cm2时,得到的镀层光滑而均匀,颗粒大小接近0.3μm。     

离子液体在金属铝电沉积方面的应用

作为一种新型绿色溶剂,离子液体以宽的电化学窗口、优良的导电性、高的热稳定性、可回收性等优点正日益受到重视。随着能源环境问题的日益严重,离子液体将在绿色冶金电化学方面显示出重要作用。本文就离子液体在活泼金属铝的电沉积方面的应用和研究进展加以评述。     

Urea-NaCl-ZnCl2离子液体中电沉积Zn-Ti合金

采用电化学方法研究urea-NaCl-ZnCl2-TiCl4离子液体中Ti(Ⅳ)在玻碳电极的阴极还原过程,并应用恒电位沉积考察温度、电位和ZnCl2含量对沉积层的影响。结果表明:阴极反应为准可逆反应,Ti(Ⅳ)可逐步还原为Ti(0);在低碳钢上,Zn和Ti发生诱导共沉积,得到平整的沉积层;适当提高沉积温度和电位可使沉积颗粒细化,镀层表面更加致密平整,但ZnCl2含量的增加对Zn-Ti合金沉积有阻碍作用;当ZnCl2的摩尔分数为10%、温度为80℃、沉积电位为1.5~2.0 V时,得到的镀层平整、致密、光滑,粒径约为0.8μm。     

Novel Ambient Temperature Ionic Liquids for Zinc and Zinc Alloy Electrodeposition

This work shows that novel ambient temperature ionic liquids can be produced from substituted quaternary ammonium salts and some metal salts. The ionic liquids are sufficiently conducting to allow electrochemical investigations to be carried out. Data on the electrochemical reduction of the metal ions is presented together with information on the deposit morphology of Zn, and Zn/Sn and Zn/Co alloys. The low cost and low toxicity of the ionic liquids makes possible their use for large-scale metal finishing applications.     

La3+离子在EMIMBF4离子液体中的电化学行为研究

采用三电极体系对La3+离子在0.01mol/LLaCl3-0.1mol/LLiCl-EMIMBF4离子液体电化学还原制备金属镧的电极过程进行了研究。循环伏安法结合恒电位电解法研究结果表明:La3+离子的电化学还原是不可逆过程,还原步骤为一次完成La3++3e-→La。计时电流法结合恒电位电解法研究表明:La3+离子的还原过程受到扩散控制,传递系数和扩散系数分别为0.0492和(1.07～1.19)×10-6cm2/s。     

1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐离子液体中镝电沉积行为

研究室温下Pt电极上Dy3+离子在1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐(EMIMBF4)离子液体中的电化学行为。循环伏安法结合计时电流法和计时电位法研究结果表明,Dy3+离子的电化学还原是不可逆过程,还原为一步完成,即Dy3++3e-→Dy。计时电流法结合恒电位电解研究表明,Dy3+离子的还原过程受扩散控制。测得浓度0.01mol/L的Dy3+离子在0.1mol/LLiCl-EMIMBF4离子液体中的传递系数、扩散系数分别为0.176和(4.87-5.04)×10-10cm2/s。SEM和XRD分析表明,金属镝颗粒直径为几百纳米。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体电沉积制备Ir研究

本文研究了在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中电沉积制备Ir的电化学行为,在金电极上获得的循环伏安特性曲线表示,Ir(III)经过一步还原反应生成Ir,并且该反应是由Ir(III)离子的扩散控制的不可逆过程。其中,扩散速率为3.83×10_?11 m₂/s,平均传质系数为0.083。本文用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)及X-射线光电子能谱(XPS)研究了在钼基体上获得的Ir层的表面形貌及组成,结果显示,Ir层的形貌与沉积电位、时间及电流密度有关。恒电位电沉积过程中,在还原峰电位处由于成核及生长速率达到平衡,可以获得相对致密的镀层。在恒电流电沉积中,当电流密度在0.5~1.82 mA/cm₂时可以得到平整致密的Ir镀层。     

离子液体电沉积及其应用

离子液体是一种新型的环保型液体,具有独特的物理、化学性质。本文在介绍离子液体的发展历史、特点;以及在金属电沉积中特殊优势的基础上,综述我们在离子液体电沉积应用于不锈钢表面阻氚涂层、钢铁表面韧性FeAl合金渗层以及稀土永磁材料NdFeB的耐蚀抗磨涂层制备方面的研究结果。     

离子液体电沉积铝添加剂的研究进展

离子液体作为一种新型绿色室温电解质,具有蒸气压低、挥发性小、电化学窗口宽等优点,是电沉积Al的理想选择.但是采用离子液体电沉积Al,当沉积时间较长、电流密度较大时,沉积层的晶粒粗大,表面较为粗糙,甚至会出现树枝状沉积,容易剥落,严重影响到Al沉积层的质量与性能.离子液体添加剂可显著改善Al沉积层光亮度、平整度、致密度以...     

强磁场作用下Al-Ni合金中Al3Ni析出相的凝固行为

用金相显微镜和X射线衍射研究了强磁场条件下Al-8％Ni合金中非铁磁性的Al3Ni析出相的凝固行为，发现强磁场诱导Al3Ni晶粒以C轴平行磁场方向取向，并且晶粒的长轴与C轴垂直；取向的晶粒在垂直磁场方向上形成多个相互平行的Al3Ni聚合面，即形成规则的Al3Ni层状组织：在层状聚合面中随机分布着多个大的Al3Ni聚合体，聚合体内部的晶粒有序排列。     

298 K下离子液体BMIMPF6 中电沉积制备镧金属薄膜

以无水硝酸镧、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸（BMIMPF₆）和助溶剂丙酮为电解液,在室温（298 K）下电沉积制得镧金属薄膜。电解液BMIMPF₆的电化学窗口为-2.5~1.5 V vs. Pt,La³⁺还原为La²⁺发生于-1.7 V vs. Pt,La²⁺还原为La⁰发生于-2.1 V vs. Pt。BMIMPF₆的低吸湿性有利于在空气气氛下电沉积镧。使用扫描电子显微镜和光学显微镜观察到所制备的薄膜织构致密,经能量色散谱和X射线光电子能谱对沉积薄膜进行了表征,确定了薄膜中含有大量镧元素。通过探究电压扫描速率和硝酸镧浓度对La³⁺的电化学行为的影响,证明La³⁺的还原反应是一个受物质扩散控制的不可逆过程,La³⁺在BMIMPF₆中的扩散系数为1.47×10^-9 cm²·s^-1。本研究为获得金属镧薄膜和镧氧化物薄膜提供了一种简便的方法,并且有望用于电沉积制备其它镧系元素薄膜。     

苯基三甲基氯化铵(TMPAC)–三氯化铝 (AlCl3)离子液体+苯的电镀铝研究

研究了苯对摩尔比为1:2的TMPAC–AlCl3季铵盐室温离子液体电导率和极化行为的影响规律,并考察了电流密度和电镀温度对电镀铝层显微形貌的影响,采用SEM/EDX、XRD等手段对镀铝层进行表征。结果表明,在TMPAC–AlCl3下铝阳极易钝化。在TMPAC–AlCl3中加入苯,阴极和阳极电流密度大幅增加,阴极发生极化。在添加苯的TMPAC–AlCl3中,电镀铝工艺稳定性好,工艺范围宽。在较低和较高电流密度下可分别获得缎面柱状晶和镜面等轴晶镀铝层。在电沉积铝过程中苯起整平作用。