鎂合金離子液體電沉積鋁及耐蝕機理研究.pdf

1、鎂合金具有密度低、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、阻尼減振、電磁屏蔽等多種優(yōu)異的性能，在交通、3C等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，但是因為鎂的電化學(xué)性比較活潑，耐蝕性差，很大程度上限制了鎂合金的使用范圍。本文采用室溫離子液體電沉積鋁的方法對鎂合金進行表面防護，該方法與現(xiàn)有鎂合金耐蝕保護方法相比，具有環(huán)保、生產(chǎn)效率高、便于回收的優(yōu)點。
　　 本文用摩爾比為2：1的AlCl3-EMIC離子液體，首先研究了不同前處理工藝對AZ91D鎂合金上鍍鋁層外觀和結(jié)合力的

2、影響。通過刻劃法定性測試結(jié)合力，SEM觀察鍍層表面和與基體界面的形貌，并結(jié)合EDS和XPS等檢測手段，發(fā)現(xiàn)：機械研磨前處理無法徹底去除氧化膜，鍍鋁層與基體結(jié)合不良；HF浸蝕可形成Mg[OH)2-xFx膜，有利于獲得致密鋁鍍層，但不能提高鍍層與基體的結(jié)合；通過稀磷酸浸蝕既可改善鋁鍍層的外觀和致密性，也可提高鍍層與基體的結(jié)合，其中磷酸濃度10％，浸蝕時間20s為最佳。其原因與稀磷酸浸蝕可去除鎂合金表面氧化膜，同時形成多孔磷酸鹽膜，起到防止鎂

3、合金再次氧化并提供了鍍層機械鉚合有關(guān)。
　　 通過SEM、中性鹽霧試驗等手段，考察了電流密度、沉積時間等電沉積工藝參數(shù)對鋁鍍層形貌及耐蝕性的影響。研究結(jié)果表明，較低電流密度時，鋁初期沉積在多孔的磷酸鹽膜中，起到良好的鉚合效果。AZ91D經(jīng)10％稀磷酸浸蝕20s，電流密度20 mA/cm2，電沉積時間2500 s時，得到的鋁鍍層具有銀白色均勻外觀，鋁鍍層中晶粒尺寸均勻、鍍層致密，鹽霧試驗300h以上無腐蝕點，達(dá)到9級。
　　

4、 應(yīng)用循環(huán)伏安法、計時電流法研究了鋁離子在不同電極上的沉積行為，發(fā)現(xiàn)在鋁離子的還原受擴散控制，具有準(zhǔn)可逆性；在摩爾比為2：1的AlCl3-EMIC離子液體中，鋁離子的沉積初期出現(xiàn)雙電層充電，后期三維連續(xù)形核和三維瞬時形核均有發(fā)生。
　　 在質(zhì)量比為3.5％NaCl溶液中，進行極化曲線和交流阻抗的測試。測試結(jié)果說明，極化曲線測出的鍍鋁層的極化電阻比鎂基體的極化電阻要增加了一個數(shù)量級；交流阻抗的圖譜說明，鎂基體在溶液中溶解地比較快