Al在SiC纤维上的熔盐电沉积及其电化学过程研究

发布时间：2017-09-02 17:24

  本文关键词：Al在SiC纤维上的熔盐电沉积及其电化学过程研究

  更多相关文章： 熔盐电解 铝铜合金 碳化硅纤维 化学镀

【摘要】：铝合金具有许多优良的性能,如比重小、导热导电性能好、耐腐蚀、可加工性好等,在工业、民用等各个领域得到广泛的应用。其中,铝铜合金也被称之为硬铝合金,具有良好的力学性能。随着工业的发展,对材料也提出了越来越高的要求。将铝或其合金作为基体,与性能优良、与金属相容性好的SiC纤维复合在一起,使材料既具有铝合金的特点,又具有纤维比强度、比模量高的性能,是金属基复合材料中很重要的一种材料。利用物理气相沉积法先制备出先驱丝,再通过热压法制备的复合材料纤维体积分数可控,排布均匀,且不易损伤,但设备价格较高,金属利用率底。因此,寻找开发低成本的制备先驱丝的工艺就变的很有必要。本论文在LiCl-KCl-AlCl_3(2wt.%)熔盐体系中采用熔盐电解法制备了铝铜合金,并对其电化学反应过程进行了分析;用脉冲电沉积的方法在镀铜的碳化硅纤维上沉积铝,制备了铝基复合材料先驱丝,并对其电化学反应过程及制备工艺进行了研究。1.在熔盐体系中采用循环伏安法、方波伏安法和开路计时电位法对Al3+在铜基底和钼基底上的电化学还原过程进行了分析,并用电化学沉积的方法在铜基底上沉积了铝铜间金属化合物,用XRD和SEM对样品的形貌和结构进行了表征。实验结果表明,在648K的温度条件下,Al3+在铜基底上除了铝单质的析出之外发生了三个还原反应,生成了三种铝铜间金属化合物。采用恒电位电解的方法制备了不同相组成的铝铜合金,通过XRD进行分析得到三种化合物分别是Al4Cu9,Al Cu和Al2Cu。2.采用化学镀的方法在碳化硅纤维表面沉积了铜镀层,探讨了不同氢氧化钠添加量对沉积的铜层的影响,并用SEM对碳化硅纤维表面形貌进行了分析。实验结果表明,当氢氧化钠添加量是2.5g时得到的镀层光亮致密,质量最好,而且铜层的电化学稳定性良好。3.用循环伏安法和开路计时电位法研究了在LiCl-KCl-AlCl_3(2wt.%)熔盐体系中在碳化硅纤维和镀铜碳化硅纤维上的电化学还原过程,对比了在铜电极和镀铜碳化硅纤维上的电化学过程。并用脉冲电沉积技术在镀铜碳化硅纤维上采用不同的电流密度沉积铝制备了先驱丝,应用SEM对先驱丝表面形貌进行了表征。实验结果表明,纯碳化硅纤维导电性能较差,且与金属锂形成化合物,在镀铜碳化硅与铜基底上的电化学过程相似,也生成了三种金属间化合物。当电流大小在0.6m A的时候,表面形貌较好,致密且较为均匀。
【关键词】：熔盐电解 铝铜合金 碳化硅纤维 化学镀
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB331
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 铝铜合金概述11-12
• 1.1.1 铝及铝合金11-12
• 1.1.2 铝铜合金12
• 1.2 铝基复合材料12-17
• 1.2.1 复合材料的定义与分类12-13
• 1.2.2 金属基复合材料概述13
• 1.2.3 铝基复合材料的研究现状13-15
• 1.2.4 碳化硅纤维增强金属基复合材料的制备方法15-16
• 1.2.5 碳化硅纤维与铝之间的界面反应及处理方法16-17
• 1.3 熔盐电解制备合金材料的发展17-19
• 1.3.1 熔盐简介17-18
• 1.3.2 熔盐电解制备合金材料的方法18-19
• 1.4 本论文的研究意义与内容19-21
• 第二章 实验方法与表征21-29
• 2.1 实验材料与装置21-22
• 2.1.1 实验试剂及原料21
• 2.1.2 实验设备21-22
• 2.1.3 实验装置22
• 2.2 实验前的准备及实验流程22-24
• 2.2.1 电极的预处理22-23
• 2.2.2 熔盐电解质的预处理23-24
• 2.3 电化学测试方法及制备24-27
• 2.3.1 实验中用到的电化学测试方法24-25
• 2.3.2 制备方法25-27
• 2.4 样品的分析与表征27
• 2.4.1 X射线衍射27
• 2.4.2 场发射扫描电子显微镜27
• 2.5 总结27-29
• 第三章 LiCl-KCl-AlCl_3熔盐体系中Al-Cu合金的电化学形成研究29-41
• 3.1 熔盐电沉积法制备铝铜合金的发展29-30
• 3.2 实验部分30
• 3.2.1 电化学仪器及实验准备30
• 3.2.2 铝铜合金的制备与表征30
• 3.3 形成Al-Cu合金的电化学测试及结果表征30-40
• 3.3.1 循环伏安法30-34
• 3.3.2 方波伏安法34
• 3.3.3 开路计时电位分析法34-35
• 3.3.4 恒电位电解和沉积物的表征35-40
• 3.4 总结40-41
• 第四章 铝在碳化硅纤维上的电沉积41-51
• 4.1 前言41
• 4.2 实验流程与准备41-42
• 4.2.1 实验流程41
• 4.2.2 实验药品41-42
• 4.3 化学镀铜及结果分析42-44
• 4.3.1 碳化硅纤维表面化学镀铜实验过程42
• 4.3.2 不同氢氧化钠添加量对化学镀铜的影响42-44
• 4.4 镀铜碳化硅纤维的电化学测试44-47
• 4.4.1 循环伏安法44-46
• 4.4.2 开路计时电位法46-47
• 4.5 Al在SiC纤维上的脉冲电沉积47-49
• 4.5.1 电流密度对沉积层的影响47-48
• 4.5.2 样品横截面的SEM分析48-49
• 4.6 总结49-51
• 第五章 总结与展望51-52
• 5.1 总结51
• 5.2 展望51-52
• 参考文献52-57
• 致谢57-58
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录58-59

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王亦菲,郑春满,李效东,范真祥,王军,陈革;热交联法制备低含氧量碳化硅纤维初步研究[J];国防科技大学学报;2002年03期

2 赫荣安,江大志,李效东;碳化硅纤维中碳与氧含量的分析[J];硅酸盐学报;2003年04期

3 李佑稷,曹峰,田宏现,李效东,余煜玺;耐高温碳化硅纤维的制备与性能[J];物理化学学报;2003年11期

4 汪多仁;碳化硅纤维的开发与应用进展[J];高科技纤维与应用;2004年06期

5 黄卫国;;熔铝炉用碳化硅纤维-碳化硅复合材料[J];耐火材料;2006年05期

6 ;先进碳化硅纤维得到商业化应用[J];军民两用技术与产品;2007年12期

7 张隽;;碳化硅纤维实现批量生产[J];航空维修与工程;2009年02期

8 罗晰e，

本文编号：779903