无机熔融盐电镀铝及其合金的工艺与性能研究

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1、中文摘要铝和铝合金镀层是一种理想的钢铁件防护层。但是由于铝的标准电极电位低于氢，因此，要实现电镀铝，必须在一个绝对不含水的环境中进行。本文采用的是无机熔盐A1C13-NaCl一KCl体系进行纯铝及铝合金的电镀。利用X射线衍射、SEM、划痕法、电化学阻抗谱法等手段对不同熔盐成分、电镀温度、电流密度、电镀时间下铝镀层的组织、结构和性能进行了分析和测量。结果表明，获得优质铝镀层的电镀条件为：电镀液组成A1C13：NaCl：KCl=78：l1：11(质量比)，电镀温度150℃，阴极电流密度3．3～4．0A／din2，电镀时间45"--'90rain。镀铝层为银白色，并呈现均匀、细小的针片状生长

2、特征，镀层厚度正比于电流密度和电镀时间。铝镀层与钢基体的结合力均大于30N，随电镀时间和电流密度的增大基本呈下降的趋势。在3．5％NaCl的水溶液中，各参数下得到镀层极化阻力在2000Q·cm2以上，均大于低碳钢的极化阻力800Q·cm2，说明该镀层对钢基体有良好的保护作用。为优化镀层的性能，在A1C13-NaCl．KCl体系的基础上添加MnCl2、MoCl5进行了铝合金的电镀。铝锰合金镀层随锰含量变化呈现出枝状沉积和非晶态特征；铝钼镀层表面则呈颗粒状聚集，致密度不高。合金镀层的结构都随合金含量的变化而以固溶体或非晶相形式存在。铝锰合金极化阻力均大于4×104Q·cm2，较纯铝镀层的提

3、高将近10倍，在3．5％NaCl，0．5mol／LH2S04，lmol／LNaOH溶液中的耐蚀性能均优纯铝镀层。A1．Mo合金镀层的极化阻力和纯铝镀层相当，未表现出很大的优越性。醋酸钾和尿素的加入对铝合金镀层的结构无明显影响，但可很好地抑制镀层枝晶生长，并能细化晶粒。醋酸钾能够提高A1．Mn镀层表面质量及性能，但会降低共沉积的速率；尿素的加入改善了镀层表面质量，增大了A1．Mo合金共沉积的速率，但对电化学性能贡献不大。I关键词】熔盐电镀A1．Mn合金A1．Mo合金有机添加剂组织镀层性能AbstractAl删nmnandaluminumalloysarewellknownfortheir

4、comprehensiveapplicationsinsteelprotection．HowevegasthestandardpotentialofA1ismuchlowerthanthatofhydrogen，aluminumanditsalloyscanonlybeelectrodepositedinanabsolutelynon-aqueoussystem．Inthisessay,aluminumanditsalloyelectroplatingwerecardedoutinaIlinorganicmoltensaltsconsistedofaluminumchloride．so

5、diumchlorideandpotassiumchloride．Structureandpropertiesoflayersobtainedatdifferenttemperature，timeandcurrentdensitiesindifferentmoltensaltsweretestedandanalyzedbyXRD，SEM，Scratchandelectrochemicaltestingmethods．Theresultsdemonstratedthatin150℃whenAICl3：NaCI：KCl(wt％)Was78：11：1l，highqualitylayersCa

6、llbeobtainedatcttrrentdensitiesrangedfrom3．3to4．0A／dm2．PureAIcoatingwasinauniform，fme-grainedneedle—likeshapewithasilverywhitemorphology．ThethicknessofA1layerwasproportionaltoescalatedcurrentdensitiesandtimes．Adhesionsbetweenthelayerandthesubstratewereentirelybeyond30N，andpresentedatrendofinvers

7、elyproportionatetocurrentdensitiesandtimes．ThecorrosionresistanceofpureA1deposition陋婆登preferabletolowcarbonsteelsubstratc，whichcanbeestimatedbythepolarizationimpedance砷．Inthisexperiment,RpvaluesofAllayersobtainedatdifferentp