al--mg合金薄膜常温电沉积

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1、万方数据东北大学硕士学位论文摘要A1．Mg合金薄膜常温电沉积摘要铝镁合金具有质轻以及抗腐蚀性能，凭借其优良的性质正在受到广泛的关注，它是一种理想的构件防护层，同时还是一种优良的储氢材料。目前AI-Mg合金的制各方法主要有对掺法、机械合金化法以及电解法，但是这些方法或多或少都存在着一定的局限性，特别是制各具有特殊性能的AI-Mg储氢薄膜材料。由于电解法制备A1-M毋金具有产品纯度高、质量均匀的特点而被广泛应用于材料制备。本文选择用C4H80一C6H6．LiAlH4．AICl3．MgX2(X-=CI、Br)作为

2、电解液进行电沉积制备A1．Mg台金，研究在有机体系中电沉积制备AI—Mg合金的相关电化学行为及反应机理，确定电沉积制备AI-Mg合金的较优工艺参数，并通过SEM、EDS、XRD和XPS对电沉积产物进行表征。以铂丝为工作电极，铝丝为参比电极，扫描速率为O．01Ws的循环伏安测试研究表明：C4H80．C6H6一LiAlH4空白有机溶剂体系中，在一0．76V处开始发生还原反应，即伽3++3e．_AI；C4H80．C6H6．LiAIH4一AtCl3体系中，在．0．36V处开始发生还原反应，即A1HCl2+3e一_H

3、一_l-2C1一十A1；C4H80—C6H6一LiAlH4一MgCl2体系中，在一0．54V处开始发生还原反应，即Mg(htH4)2+8e一一Mg+2Al+8e一；C4H80一C6H6一LiAIH4一AICl3一MgCl2体系中，在一0．45V处开始发生还原反应，即Mg(砧H。)：+8e一．÷Mg+2Al+Se～：c4HsO—C6H6一LiAIH4，MgBr2体系中，在．o．62V处开始发生还原反应，即Mg(htH4)2+Be一一Mg+2～+8e'；C4H80一C6H6一LiAIH4-AICl3-MgBr2

4、体系中，在一0+48V处开始发生还原反应，即Mg(AtU4)2+8e一一Mg+2舢+Be，在．0．82V处发生了新的还原反应，即Mg灿2C18+8e—jMg+2Al+8a一。C4I-IsO．C61-16一LiAItt4．A1C13。MgX2(X=C1、Br)体系在阴极上发生的反应是Al和Mg一步共沉积过程。以铂丝为工作电极，在C4H80一C6H6一LiAIH4一AICl3一MgC

5、2体系进行计时电位扫描，在一0．5V出现了一个平台，是铝镁合金的共沉积位置；C4H80．C6H6一l，iAIH4一AICl3．M

6、gBr2体系计时电位曲线分别在-0．85V和一0．45V处出现了两个平台，这对应的是砖种电化学活性物质的放电过程，这与循环伏安曲线分别在一0．48V和一0．82V出现还原反应相对应。C4H80-C6H6一LiAIH4一AICl3．MgX2(X=C1、Br)体系电沉积制备AI-Mg合金的沉积过程不是完全可逆、且受扩散控制的瞬时成核过程。以Cu为基体，在C4HR0一C6H6一LiAIH4．AICl3．MgCi2电婀液体系中进行电沉积，．111．万方数据东北大学硕士学住论文摘要AI-Mg合金电沉积层的较优电流密度

7、为20mA／cm2～23mA／em2、较佳工艺时间介于2700s～5400s之间，并且需要电解液中氯化镁的质量分数应大于2．6％；在c4H80—C6H6．LiAIH4．A1C13-MgBr2体系中，A1一M翕金电沉积层的较优电流密度为15mA／cm2～21mA／cm2、较佳工艺时间介于3600s～5400s之间。通过SEM、EDS和XPS对电沉积产物进行表征。SEM检测分析可知，沉积颗粒的尺寸和电沉积层的粗糙度会随着电流密度的变大而变大。经过EDS检测，确定了镀层中含有铝元素和镁元素。C4H80—C6H6一

8、LiAlH4．AICl3．MgCl2体系电沉积得到的AI-Mg合金中镁的最高含量可以达到4．3％，C4H80．C6H6．LiAlH4一A1C1]-MgBr2体系电沉积得到的AI-Mg合金中镁的最高含量可以达到13．3％。并且对电沉积层断面和表面进行元素分布分析，可以看到砧_Mg厶金中铝和镁的分布区域重合。在一1．oV下电沉积lh，得到的电沉积层厚度约为60pm。经XPS检测，证实电沉积层中含有镁单质。关键词：AI-Mg合金；有机溶剂；电沉积；电化学反应机理一IV—万方数据东北大学硕士学位论文Abstract

9、ElectrochemicaldepositionofAl·-MgalloythinfilmatroomtemperatureAbstractAI-Mgalloyisattractingmoreandmoreattentionbecauseofitslightnessandexcellentcorrosionresistance．Itisanidealcomponentprotectivelayerandafin