2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、鉻鍍層的硬度高、耐蝕耐磨性好和裝飾性優(yōu)良,因而被廣泛應用于電子材料、腐蝕防護和裝飾性材料等領(lǐng)域。目前,普通水溶液體系電沉積鉻鍍層技術(shù)存在兩大難題:其一,鍍液中一般需添加有機添加劑,因這些有機物也會參與電沉積反應而致使鍍層結(jié)構(gòu)為非晶態(tài);其二,電沉積過程一般伴隨著嚴重的析氫反應,影響鍍層質(zhì)量。與水溶液相比,離子液體作為一種綠色電解質(zhì),具有寬的電化學窗口、低揮發(fā)性、高的導電率等特性。以其作為電解質(zhì),不僅可解決普通水溶液電沉積過程中的析氫反應,

2、提高鍍層質(zhì)量,而且因其電化學穩(wěn)定性好,可防止鉻的碳化物產(chǎn)生,直接獲得晶態(tài)鉻鍍層,從而簡化工藝。因此本文分別研究了[BMIM]Br和[BMIM]HSO4兩種離子液體體系中三價鉻電沉積鉻鍍層的工藝及其有關(guān)基礎(chǔ)理論。
  首先,分別采用一步法和兩步法合成了1-丁基-3-甲基咪唑溴鹽([BMIM]Br)和1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氫鹽([BMIM]HSO4),并利用紅外光譜對它們的結(jié)構(gòu)進行表征。采用循環(huán)伏安法測定了[BMIM]Br和[BM

3、IM]HSO4的電化學窗口分別為2.7V和3.0V。
  其次,采用正交優(yōu)化實驗分別研究了[BMIM]Br和[BMIM]HSO4兩種離子液體體系中三價鉻電沉積鉻鍍層的工藝,獲得了最佳工藝條件。在[BMIM]Br體系中制備鉻鍍層的最佳工藝為:沉積電位為-1.80V,沉積溫度為80℃,沉積時間為80min。在該工藝條件下可制備6.2μm厚的鉻鍍層。在[BMIM]HSO4體系制備鉻鍍層的最佳工藝為:沉積電位為-1.90V,沉積溫度為80

4、℃,沉積時間為100min。在該工藝條件下可制備9.4μm厚的鉻鍍層。掃描電鏡對鉻鍍層的表面形貌研究表明,這兩種離子液體中制備的鉻鍍層晶粒均細小,表面平整,光滑,無裂紋;電子能譜分析表明鍍層為純鉻鍍層,X-衍射分析表明鍍層為晶態(tài)鉻。
  最后,采用循環(huán)伏安曲線,穩(wěn)態(tài)極化曲線,恒電流階躍技術(shù),電化學阻抗技術(shù),恒電位階躍技術(shù)等電化學測試技術(shù),分別研究了在[BMIM]Br和[BMIM]HSO4兩種離子液體中Cr3+的還原過程和電結(jié)晶機理

5、。循環(huán)伏安曲線研究表明,Cr3+的陰極還原過程都分兩步進行:Cr3++e=Cr2+;Cr2++2e=Cr,均屬于受擴散控制下不可逆反應過程,其擴散系數(shù)分別為2.3×10-6cm2/s和1.49×10-7cm2/s。穩(wěn)態(tài)極化曲線和恒電流階躍曲線進一步驗證了Cr3+在[BMIM]Br和[BMIM]HSO4兩種離子液體中的還原機理是分兩步進行的。電化學交流阻抗研究表明,在[BMIM]Br和[BMIM]HSO4兩種離子液體中,Cr3+的還原在低

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