脈沖電沉積制備鋁及鋁鎂合金的研究.pdf

1、鋁及鋁鎂合金具有優(yōu)異的耐蝕性、裝飾性、抗氧化性和良好的力學(xué)性能成為理想的構(gòu)件防護(hù)材料，由于鋁鎂合金的質(zhì)量輕，理論儲(chǔ)氫量高，作為儲(chǔ)氫材料具有廣泛應(yīng)用前景。為使鋁鎂合金得到良好的應(yīng)用，需要制備超細(xì)結(jié)構(gòu)純凈合金，電沉積是制備高純合金的有效方法之一。利用電沉積法可在非水液體中電化學(xué)沉積出金屬鋁及鋁鎂合金，獲得高純度的鍍層。在電沉積鋁及鋁鎂的實(shí)驗(yàn)中，沉積體系的選擇是制備鍍層的基礎(chǔ)，沉積方法的選擇是制備鍍層的關(guān)鍵，通過(guò)控制沉積參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)合金微觀組織

2、結(jié)構(gòu)和成分的控制，可制備高純超細(xì)合金。AlCl3-LiAlH4有機(jī)溶劑體系是最早應(yīng)用于電解鋁的體系，可在室溫條件下進(jìn)行，不僅有效的節(jié)約能源，還不影響基體的力學(xué)性能。
　　本文在國(guó)內(nèi)外電沉積鋁及鋁鎂合金的研究基礎(chǔ)上，在AlCl3-LiAlH4-苯-THF有機(jī)溶劑體系中通過(guò)直流和脈沖兩種方式電沉積制備鋁及鋁鎂合金。采用三電極體系進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)交流阻抗法(EIS)研究了制備鋁鎂合金的電解液的導(dǎo)電性，并利用交流阻抗法和Tafel極化

3、曲線研究了鋁及鋁鎂合金鍍層的耐腐蝕性能。通過(guò)掃描電鏡(SEM)、能譜(EDS)以及 X射線衍射(XRD)檢測(cè)和分析鋁及鋁鎂合金的鍍層形貌、成分及含量。通過(guò)電沉積法制備鋁及鋁鎂合金鍍層，研究了電流密度、通斷比、頻率、鎂離子引入方式及實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件等對(duì)鋁及鋁鎂合金組成、形貌和晶體結(jié)構(gòu)等的影響。
　　結(jié)果表明，利用脈沖電沉積可以制備出高純度鋁鍍層，鍍層中鋁的含量高達(dá)99.43wt％，改變通斷比、電流密度等參數(shù)對(duì)電沉積鋁鍍層有較大影響，通

4、斷比越小，鍍層中晶粒尺寸越小，最小晶粒可達(dá)0.5m，在一定范圍內(nèi)晶粒尺寸隨電流密度的增大而增大，少量添加MgCl2可以細(xì)化晶粒。利用鎂條作陽(yáng)極，電解液中添加MgCl2進(jìn)行直流電沉積制備鋁鎂合金鍍層時(shí)，通過(guò)XRD譜圖可以看出鋁鎂合金鍍層的主要成分為Al3Mg2和Al12Mg17。當(dāng)電流密度為0.3A/cm2時(shí)，鋁鎂合金中鎂含量為4.61wt%，在一定范圍內(nèi)，電流密度越大，鋁鎂合金中鎂含量越高。增加鎂條數(shù)量，鋁鎂合金中的鎂含量有所增長(zhǎng)，但增

5、長(zhǎng)的趨勢(shì)不大，鎂條數(shù)量為5條時(shí)，鋁鎂合金中鎂含量為7.56wt%。脈沖電沉積鋁鎂合金鍍層時(shí)，鍍層的晶粒尺寸和鎂含量隨電流密度的增加而增加，當(dāng)電流密度為20mA/cm2，晶粒尺寸可達(dá)30-50m，鋁鎂合金中的鎂含量為3.17wt%。通斷比越大，鍍層的晶粒尺寸越大，鍍層中鎂含量越高，通斷比為0.02:0.08時(shí)，晶粒尺寸最小可達(dá)5m。通過(guò)交流阻抗法和極化曲線法對(duì)鍍層進(jìn)行耐腐蝕實(shí)驗(yàn)，當(dāng)檢測(cè)鋁鍍層的耐腐蝕性時(shí)發(fā)現(xiàn)，通斷比越大，阻抗越大，耐蝕性越