三氯化铝/盐酸三甲胺离子液体中电沉积制备AI-Ni合金镀层

目的 研究离子液体中Ni2+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Ni2+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Ni2+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Ni2+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Ni2+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Ni2+的浓度为0.2 mol/L、电流密度为6 mA/cm2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.     

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。     

AZ31镁合金在TMPAC-AlCl3离子液体中电镀铝

采用TMPAC-AlCl3离子液体,在浸锌后的镁合金AZ31表面实施恒流电镀铝,采用电化学技术评估镀铝层的耐蚀性,并采用SEM/EDX等技术表征镀层。结果表明：在浸锌后的镁合金表面可获得表面光洁的银白色镀铝层。在不同的电流密度下,呈现出两种形貌不同的镀铝层;在较佳电流密度12.3mA/cm2时,镀铝层表面较致密;电镀时间越长,镀层越厚,镀铝层耐蚀性越好。     

沉积时间对镀铝层AZ31镁合金耐蚀性的影响

目的 提高镁合金的耐腐蚀性能。方法 利用恒电流沉积的方法在AZ31镁合金表面制得铝镀层,利用光学显微镜及扫描电子显微镜等检测手段观察镀层的微观形貌、腐蚀形貌等,并用开路电位、动电位扫描等电化学方法,检测沉积时间对镀铝后镁合金抗腐蚀性能的影响。结果 通过恒电流电沉积的方法,成功在AZ31镁合金表面制得了铝层。经过电化学腐蚀测试,未镀铝的AZ31镁合金的腐蚀电位较负,约为–1.68 V,且腐蚀电流最大。当沉积时间为1 h时,获得薄片状铝镀层,腐蚀电位正移,约为-1.34 V,镁合金的抗蚀性有了提高,但腐蚀电流只有轻微变小;当沉积时间为2 h时,薄片状铝生长为颗粒状,此时腐蚀电位约为–1.32 V,并且其腐蚀电流明显变小;随着沉积时间的延长,镀层继续生长且颗粒状铝开始向合适生长位置扩散,当沉积时间为3 h时,在镁合金表面产生片层状铝扩散区,且其腐蚀电位最正,约为–1.30 V,且此时腐蚀电流达到最小。结论 通过恒电流电沉积的方法,可以成功在AZ31镁合金表面制得铝层,且表面镀铝层可以有效提高镁合金的耐蚀性。其中沉积时间为1 h,镁合金的抗腐蚀性有轻微改善;沉积时间为2 h时,镁合金的耐蚀性进一步提高;而沉积时间为3 h时,铝镀层对镁合金的保护效果最好,腐蚀破坏最弱,镁合金的耐蚀性有明显的提高。     

AZ91D镁合金在氯化胆碱-尿素离子液体中电镀Zn的研究

采用价廉、环保和稳定性好的氯化胆碱-尿素离子液体作为溶剂,在AZ91D镁合金上进行电镀Zn研究,包括AZ91D基体的前处理机制及电流方式对镀层形貌及耐腐蚀性能的影响。结果表明,经前处理的AZ91D镁合金在氯化胆碱-尿素离子液体中电镀可获得Zn镀层,脉冲电镀比恒流电镀更利于获得致密均匀、与基体结合良好的Zn层;脉冲电镀Zn层后,基体AZ91D镁合金的开路电位OCP从-1610 mV正移至-1072 mV,腐蚀电流I_(corr)从14.9μA/cm~2降为6.9μA/cm~2,与纯Zn(OCP=-1078 mV,I_(corr)=6.6μA/cm~2)相当。     

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。     

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。     

离子液体中电铸镍研究

鉴于传统水溶液中电铸镍普遍存在的析氢问题以及离子液体这种新型介质的巨大优势,系统地研究了在离子液体中温度、电流密度对电铸镍层形貌和结构的影响,并首次测定了离子液体中电铸镍件的抗拉强度和显微硬度。结果表明:110~130℃是较理想的电铸镍温度,升高温度能明显提高电铸镍层的结晶程度,并使晶粒的择优取向由(111)向(200)转变;1 mA/cm~2是较理想的电流密度,随电流密度的增大晶粒逐渐变小,结晶性能也随之减弱;此外,与水溶液相比,离子液体中的电铸镍层有更高的抗拉强度和显微硬度。     

恒电流电沉积法制备Cu-In薄膜

以金属Ti为阳极，不锈钢薄片和镀Mo玻璃为阴极，采用恒电流电沉积的方法制备了化学计量比为1：1、厚度为1μm且致密均匀的CU—In薄膜．分析了镀液离子浓度、电流密度、络合剂含量及添加剂种类对薄膜成分及形貌的影响．在除电流密度外其它工艺条件相同的情况下，采用不同阴极材料为衬底沉积Cu—In薄膜时，薄膜形貌、成分无差别，且电流密度对薄膜的形貌和成分控制起着关键的作用．此外，在镀液离子低浓度范围内，及Cu／In离子浓度比不变的前提下，镀液中金属离子总浓度的改变不会影响镀层的成分和形貌；十二烷基硫酸钠和苯亚磺酸钠可作为理想的辅助添加剂，能改善薄膜形貌，使其表面均匀、规整．由该方法制备的CU—In预置膜可以进一步硒化得到理想的CuInSe2薄膜．     

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.     

镧在离子液体MPPiNTf_2中的电沉积研究

为了用室温离子液体替代氯化物高温熔盐电解质实现乏燃料干法后处理中铀、钚等锕系元素离子还原,使用镧系元素来模拟锕系元素并通过循环伏安法研究La(Ⅲ)在离子液体N-甲基-N-丙基哌啶双(三氟甲基磺酰)亚胺(MPPi NTf2)中的电化学行为。结果表明:La(Ⅲ)在MPPi NTf2中铂电极上的还原反应为不可逆过程,其在MPPi NTf2中的扩散系数为2.79×10-7cm2/s(323 K),反应活化能为99.4 k J/mol。电沉积实验表明,在离子液体MPPi NTf2中采用恒电位电解法(–2.9 V(vs.Pd))实现了金属镧的沉积。     

AZ91镁合金表面Ce-Mn复合转化膜室温制备及其耐蚀性研究

室温下,以Ce(NO3)3为主盐、KMnO4为氧化剂、氟化物为成膜促进剂在AZ91镁合金表面制备了Ce-Mn复合转化膜,分析了化学转化处理不同时间形成的转化膜的微观形貌和成分,研究了转化膜的耐腐蚀性能.结果表明:氟化物的加入可实现室温下快速成膜,膜层主要由Al,Ce,Mn和O元素组成,宏观上完整均匀,但存在微观裂纹;处...     

Preparation of High Corrosion Resistance Ni-Fe-Sm Alloy Films in Reline SystemEI北大核心CSCD

针对在传统水溶液电解质中制备的 Ni-Fe 合金存在表面粗糙且耐腐蚀性能差的问题,在氯化胆碱-尿素离子液体体系 (Reline)中,加入稀土元素 Sm 对 Ni-Fe 合金进行改性,制备 Ni-Fe-Sm 三元合金膜。采用循环伏安测试、塔菲尔测试、扫描电镜、X 射线能谱仪研究金属离子在 Reline 离子液体中的电化学行为、合金膜表面形貌及其耐腐蚀性能。结果表明,Ni(Ⅱ)、 Fe(Ⅱ)为一步不可逆还原过程,Ni-Fe-Sm 合金在 Reline 体系中成核机制为三维瞬时成核。合金膜表面各金属元素分布均匀, 微观结构呈瘤状球形颗粒,合金膜表面细致,裂纹少,排布整齐。在 3.5 wt.%NaCl 和 10 wt.%HCl 溶液中,加入稀土元素 Sm, 合金膜的耐腐蚀性能显著提高,当沉积电位为?1.22 V,沉积时间为 20 min 时,自腐蚀电流密度最小,腐蚀速度最低,自腐蚀电位最正,耐腐蚀性能最高。进一步丰富了在 Reline 体系中添加稀土元素提高合金耐腐蚀性能的认识,使其在防护、存储等领域有较好的应用前景。     

离子液体中铝的电镀及其防护性能

采用66.7%(摩尔分数)AlCl_3与33.3%(摩尔分数)BMIC(1-丁基-3-甲基咪唑氯盐)混合后得到的AlCl_3-BMIC离子液体为电解液,在钢铁基体上采用恒电流法进行电镀铝的研究,主要考察了添加剂、温度、电流密度对镀层形貌的影响及镀层耐腐蚀性能。结果表明:温度45±2℃、甲苯含量为5～12ml/L、电流密度为20～25mA/cm~2时,能获得平整致密的铝镀层;所得铝镀层以(200)面构成为主,随电流密度的增加,(200)面峰增强;在电流密度25mA/cm~2电镀铝后,试样的腐蚀电位从-669mV(SCE)负移至-1019mV(SCE),腐蚀电流密度从65.7μA/cm~2变为6.07μA/cm~2,与纯铝的(E_(corr)=1031mV(SCE),I_(corr)=1.24μA/cm~2)相当。     

MoCl5在150 ℃室温离子液体中的电化学还原

研究150 ℃下采用二元室温离子液体中电化学还原五氯化钼制备金属钼。该室温离子液体是二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂(LiTFSI)和二(三氟甲基磺酸酰)亚胺铯(CsTFSI)的共晶熔体(共晶点组成：摩尔比为0.07:0.93; 共晶点温度为112 ℃)。循环伏安法结合SEM-EDAX和XPS 分析表明,在150 ℃可以在镍基板上电沉积得到金属钼。采用恒电流电解和脉冲电流电解的条件下,镀层的质量得到改善     

磁控溅射Ti膜对AZ91镁合金耐磨耐蚀性能的影响

目的通过表面镀Ti膜提高AZ91镁合金的耐磨性能。方法通过直流磁控溅射方法在AZ91镁合金表面镀Ti膜,用拉伸实验法在电子万能实验机上测定薄膜的附着强度,用原子力显微镜观察薄膜与基体的界面形貌,并分析不同溅射参数时膜基的结合能力。通过湿摩擦实验分析两种试样的耐磨性能,采用Js M-670l F冷场发射型扫描电子显微镜观测两种试样磨损后的表面形貌。采用动电位极化曲线测试装置测得两试样的极化曲线,从而判定其耐腐蚀能力。结果通过直流磁控溅射方法制备的Ti膜和AZ91镁合金基体的结合能力与溅射时间有关,当溅射时间为6 min时,膜基结合能力最佳,但结合其他两项参数,所制备试样采用的时间应为4 min。AZ91镁合金镀Ti膜后磨损率降低,腐蚀电流降低,腐蚀电位升高。结论直流磁控溅射方法镀Ti膜提高了AZ91镁合金的耐磨耐蚀性能。     

铝合金微弧氧化膜在高温盐水中的耐蚀性能研究

研究5052铝合金微弧氧化膜在70℃/7%NaCl溶液中浸泡不同时间的开路电位和电化学阻抗谱变化,分析微弧氧化膜层的防腐机理。研究表明,高温腐蚀溶液可快速通过微弧氧化膜缺陷渗透到基体铝合金表面,从而引发基体金属腐蚀;但腐蚀产物在膜层缺陷内的沉积可阻塞腐蚀溶液向缺陷内部渗透,又使微弧氧化膜具有一定的自修复能力,膜层电阻经过初始阶段的急剧下降后,基本保持不变;对微弧氧化膜进行封闭处理可有效提升膜层的自修复能力。     

AZ91镁合金的抗高温蠕变性能和腐蚀性能的研究近况

概述了AZ91镁合金抗高温蠕变性能和腐蚀性能方面的研究近况。重点介绍了近年来微合金化、材料复合对AZ91镁合金抗蠕变和腐蚀性能的影响,提出了对AZ91镁合金今后发展方向的看法。