离子液体电沉积铝、铝合金及耐蚀性研究

发布时间：2018-02-02 20:14

  本文关键词： 离子液体 EMIC 电沉积 Al Al-Mn Al-Zn 合金 腐蚀性　出处：《浙江大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：铝合金层(尤其Al-Mn合金)具有优良的耐腐蚀性能、较高的硬度、美观的镜面和光亮的外表,可直接用于仪器等外装涂饰,被认为是一种有广阔的应用前景和开发潜力的涂层体系,其中离子液体因具有熔点低、电导率高、无蒸汽压、电化学窗口宽、热稳定性好、环境友好等特点,而备受关注,因此离子液体中电沉积铝合金层成为近年来的研究热点。本文主要研究了：采用AICl3-EMIC(氯化1-乙基-3甲基咪唑)和AlCl3-MnCl2-EMIC离子液体在碳钢基体上分别制备了铝和铝锰合金镀层,并对比研究了不同镀层的腐蚀行为；采用AICl3-ZnCl2-EMIC离子液体在碳钢基体上制备了铝锌合金镀层。 结果表明,在20#钢表面成功地制备出了与基体结合良好、致密的Al-Mn合金镀层。沉积条件为6mA/cm2,4h。在MnCl2含量为0.03mol/L的离子液体中,得到非晶和晶态的混合结构,锰含量为7.1at%(记为Al-Mn-L),沉积颗粒较大；在MnCl2含量为0.10mol/L的离子液体中,得到完全非晶态的Al-Mn合金镀层,沉积颗粒较小,锰含量为20.26at%(记为Al-Mn-H)。由Tafel曲线可知,所获得的铝镀层及Al-Mn合金镀层均显示了比20#钢基体低的自腐蚀电流密度,而Al-Mn合金镀层的耐蚀性明显优于铝镀层。与Al-Mn-L合金镀层相比,Al-Mn-H镀层的自腐蚀电位较正,同时其自腐蚀电流密度显著降低。 研究Al-Zn合金镀层时：在电压为0.24V时电流开始逐渐增大,此时Zn开始沉积,当电压达到-0.1V时Al、Zn开始共沉积。沉积电压为-0.3V时,可以得到镀层颗粒大小约1-2μm的均匀的、附着性较好的镀层,但是镀层为灰色,不光亮,缺乏金属光泽。为了得到光亮的Al-Zn合金镀层,我们在AlCl3-ZnCl2-EMIC离子液体中分别添加一定量的香草醛、EDTA、酒石酸、尼克酸和柠檬酸进行研究,仍然没有得到光亮的镀层,但是镀层颗粒有有所减小。
[Abstract]:Aluminum alloy layer (especially Al-Mn alloy) has excellent corrosion resistance, high hardness, beautiful mirror surface and bright appearance. It is considered to be a kind of coating system with wide application prospect and development potential, in which ionic liquids have the characteristics of low melting point, high conductivity, no vapor pressure, wide electrochemical window, good thermal stability and environmental friendliness. And get a lot of attention. Therefore, electrodeposition of aluminum alloy layers in ionic liquids has become a hot topic in recent years. In this paper, we mainly studied the application of AICl3-EMICs (1-ethyl-3 methyl imidazole chloride). Aluminum and aluminium-manganese alloy coatings were prepared on carbon steel substrates with AlCl3-MnCl2-EMIC ionic liquids. The corrosion behavior of different coatings was studied. Al-Zn alloy coating was prepared on carbon steel substrate with AICl3-ZnCl2-EMIC ionic liquid. The results show that the compact Al-Mn alloy coating with good bonding to the substrate is successfully prepared on the surface of 20 # steel, and the deposition condition is 6 Ma / cm 2. 4h. in the ionic liquid containing 0.03mol / L MnCl2, the mixed structure of amorphous and crystalline was obtained, and the manganese content was 7.1 ata. In the ionic liquid with MnCl2 content of 0.10 mol / L, the amorphous Al-Mn alloy coating was obtained, and the deposited particles were smaller. The manganese content is 20.26at. known from the Tafel curve. The obtained aluminum coating and Al-Mn alloy coating show a lower corrosion current density than that of 20 # steel substrate. The corrosion resistance of Al-Mn alloy coating is obviously better than that of aluminum coating, and the corrosion potential of Al-Mn-H coating is higher than that of Al-Mn-L alloy coating. At the same time, the corrosion current density decreased significantly. When the Al-Zn alloy coating is studied, the current increases gradually when the voltage is 0.24V, Zn begins to deposit at this time, and Al is deposited when the voltage reaches -0.1V. When the deposition voltage is -0.3V, the coating with uniform particle size of 1-2 渭 m and good adhesion can be obtained, but the coating is gray and not bright. In order to obtain bright Al-Zn alloy coating, we added a certain amount of vanillin EDTA, tartaric acid into AlCl3-ZnCl2-EMIC ionic liquid. Nicotinic acid and citric acid were studied and no bright coating was obtained, but the coating particles decreased.
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ153

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本文编号：1485375