離子液體中電鍍鋅及電鍍鋁工藝研究.pdf

1、釹鐵硼磁體作為國家863工程計劃項目的高科技材料，被廣泛地應(yīng)用于通訊、計算機、軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域。我國釹鐵硼磁體的表面防護主要采用電鍍鋅、電鍍鎳或化學(xué)鍍鎳，傳統(tǒng)電鍍工藝主要在水溶液中進行，電鍍過程中易發(fā)生析氫反應(yīng)，鍍層易產(chǎn)生氫脆、電流效率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。因此如何在獲得高質(zhì)量電鍍層的同時減少對環(huán)境的污染成為綠色化學(xué)的當(dāng)務(wù)之需。離子液體中實施電鍍，通常在常溫?zé)o水情況下進行，可避免析氫而產(chǎn)生的氫脆現(xiàn)象且可使用有機添加劑來提高鍍層的質(zhì)量，

2、是一種應(yīng)用前景十分廣泛的表面防護新技術(shù)。
　　 鋁具有光澤性、良好的延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，且表面易生成致密的氧化膜，具有很好的耐蝕性。鋁屬活波金屬，其標(biāo)準(zhǔn)電極電位為-1.676V，幾乎不可能從水溶液中沉積出來，離子液體電鍍在無水無氧條件下進行，為鋁的沉積提供了必要條件。
　　 本文合成了不同類型的離子液體，討論了各類離子液體的優(yōu)缺點，選擇最佳電鍍體系并應(yīng)用于釹鐵硼磁體電鍍鋅和銅基電鍍鋁工藝，主要研究內(nèi)容為:①采用電導(dǎo)率

3、儀測定離子液體隨溫度的變化;②測定各類離子液體電沉積工程中的循環(huán)伏安曲線，分析其電化學(xué)特性;③利用最佳電鍍體系進行電沉積實驗，討論了各種因素對電鍍效果的影響;④采用SEM、XRD、厚度測試、結(jié)合力測試、中性鹽霧試驗測試等手段對鍍層形貌、純度、物理性質(zhì)、耐腐蝕性能進行測試。結(jié)果表明:
　　 在釹鐵硼磁體電鍍鋅實驗中，采用尿素-KBr-NaBr-甲酰胺-ZnCl2離子液體得到的鍍層效果最佳，進一步結(jié)果表明該離子液體電導(dǎo)率隨溫度的升高

4、而增大，當(dāng)添加劑含量10mL·L-1，電流密度1A/dm2，溫度30℃，磁力攪拌條件下采用脈沖電鍍電源電鍍20min，經(jīng)SEM表征鍍層致密均勻，經(jīng)XRD分析電結(jié)晶產(chǎn)物優(yōu)先沿(101)晶面生長，電結(jié)晶度極高，鈍化后的鍍層平均厚度為23.19μm，鍍層結(jié)合力符合一級標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)中性鹽霧試驗48h未出現(xiàn)銹點。
　　 在銅基電鍍鋁實驗中，采用尿素-KBr-NaBr-甲酰胺-AlCl3和[Bmim]Cl-AlCl3離子液體體系得到的電沉積效果

5、最佳，鑒于咪唑體系研究已較多，本文采用尿素-KBr-NaBr-甲酰胺-AlCl3體系，進一步結(jié)果表明:該體系離子液體電導(dǎo)率隨溫度的升高而增大，在電流密度50mA/cm2、溫度70℃、電鍍45min條件下采用脈沖電鍍電源實施電鍍，電流效率達67％，經(jīng)SEM表征鋁鍍層表面形貌致密均勻，經(jīng)XRD分析，結(jié)晶鋁優(yōu)先沿(200)晶面生長，鍍層純度極高，空氣鈍化后的鍍層平均厚度為14.76μm，結(jié)合力符合一級標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)中性鹽霧試驗96h未出現(xiàn)銹點。