镁在季铵盐类离子液中电沉积铝的研究论文

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1、硕{：学位论文摘要本文以季铵盐类离子液体为电解质，通过在室温大气环境下电沉积铝的方法，在镁基体表面电沉积铝镀层，达到对镁基体腐蚀防护的目的。通过对离子液体的性质分析、电镀铝可行性研究、电沉积机理探讨、电参数的筛选，最后在经过合适前处理的镁基体上成功实现了铝的电沉积。本文首先选用组成为摩尔比l：2：4的BTEAC(苄基三乙基氯化铵)．A1C13．甲苯离子液体作为电沉积铝的电解液。通过对铝电沉积机理分析，离子液体价格、性质的比较，在众多离子液体中初步选择季铵盐类离子液体作为电沉积的电解液。比较了BTMAC(苄基三甲基氯化铵)．AICl3和BTEAC(苄基---7

2、_,基氯化铵)一A1C13离子液体的电导率随温度的变化情况和自身的物化性质，最终选择摩尔比为1：2的BTEAC．A1C13离子液体为研究电解液。考察了添加剂苯和甲苯对BTEAC．A1C13电导率的影响，随着稀释剂苯和甲苯的增加，摩尔比为1：2的BTEAC．AICl3离子液体的电导率都是先增大后减小的趋势，综合考虑静置时间对电解液电导率的影响以及添加剂的毒性，摩尔比为1：2：4的BTEAC．A1C13．甲苯电解液更适合做电镀铝的电解液。在选择上述电解液的基础上，本文先以铜为基体对电沉积铝的可行性进行了研究，结果表明在室温大气条件下上述离子液体中可以实现铝的电沉

3、积。通过循环伏安和计时电流测试表明，铜在电解液中的沉积过程为扩散控制的三维瞬时成核机理，其扩散系数D为10。7cm2／s及活性点的成核密度N为105／cm2。在室温大气条件下铜基体在摩尔比为l：2：4的BTEAC．AICl3．甲苯的电解液中，施镀时间3小时到24小时，电镀电压从O．5V到2．0V，能得到银白色有金属光泽，颗粒大小为l岬左右，纯度90％∽)以上，与基体结合紧密的铝镀层。在室温大气条件下所选择的离子液体中，镁基体经过合适的前处理，在其表面最终获得满意的铝镀层。镁基体经过机械打磨后直接在摩尔比为l：2：4的BTEAC—AICl3．甲苯的电解液中进行

4、电镀实验，得到的铝镀层不完整、与基体结合力差，通过电化学和EDS分析显示：镁在离子液体中的电化学行为与其在NaCl溶液中不同，表现出腐蚀．钝化现象，基体表面的钝化膜和空气中的氧化膜夹杂镁祚=季铵盐类离了液中电沉积铝的研究在铝镀层与基体之间，使得镀层与基体结合力差。随后分别考察了HF、H3P04和浸镀锌前处理能否改善铝镀层与镁基体结合力差的状况，通过镁基体经过不同前处理后电沉积铝的宏观照片对比分析，浸镀锌前处理更适合作为镁电镀铝前处理。经浸镀锌处理过的镁基体，在电镀电压1．0V到2．OV，电镀时间在6小时到12小时，可以得到银白色、颗粒大小为1ILrn～3Ix

5、m、厚度在10grn～20lxrn、纯度90％(w)以上与基体结合紧密的铝镀层。镀铝后镁基体的耐蚀性比基体明显提高，极化电阻比纯镁提高了两个数量级。循环伏安表明，～在浸镀锌后的镁基体上为不可逆的电沉积过程。关键词：镁；离子液体；电沉积；铝；成核硕十学位论文AbstractThegoalofthisresearchistoobtainagoodaluminumcoatingasaprotectingforCOrrosionelectrodepositedonmagnesiumsubstratefromionicliquidsbasedonquaternaryo

6、niumsaltsatambienttemperature．Thepropertiesofionicliquid，thepossibilityofthealuminumelectrodeposition，themechanismoftheelectrodepositionandtheelectricparameterswereinvestigated．AsatisfiedaluminumcoatingWasobtainedonmagnesiumsubstrateafteraproperpretreatmentsfinally．First，allionicli

7、quidconsistedbybenzyltriethylaminechloride(BTEAC)一A1C13．toluenein1：2：4molarratioWaschoosedastheelectrolyteforthealuminumelectrodeposition．Comparedwiththemechanismofaluminumelectrodeposition,thepriceandpropertiesoftheionicliquids，theionicliquidsbasedonquaternaryoniumsaltswerechoosed

8、aselectrolytefortlleelectr