熔鹽中電沉積制備鋁錳合金及鋁鎂合金.pdf

1、本文對在氯化物熔鹽下電沉積制備鋁錳合金和鋁鎂合金進(jìn)行了研究，制備了Al-Mn非晶態(tài)合金電沉積層，初步研究了鋁鎂合金的制備工藝，分析了合金電沉積時(shí)主要的反應(yīng)機(jī)理以及沉積層的結(jié)構(gòu)形貌和性能。主要內(nèi)容如下：
　　1、在氯化鈉-氯化鉀-氯化鋁熔鹽體系下，型號為Q430鋼板裁剪后做陰極基體，電沉積制備鋁錳合金的最佳工藝條件為：熔鹽的摩爾比為AlCl3：NaCl：KCl=1：0.33：0.33，MnCl2加入熔鹽中最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.65-2.

2、1％，電流密度控制范圍在60-80mA·cm-2，電沉積溫度控制范圍在180-200℃，電沉積時(shí)間為10-30min時(shí)，制備得到了合金電沉積層。采用電子掃描顯微鏡（SEM）、X射線熱場能譜儀（EDS）、以及多晶X射線衍射儀（XRD）對其所獲得的電沉積層進(jìn)行測試，結(jié)果表明，在MnCl2添加量為0.65-2.1%時(shí)，能夠制得的非晶態(tài)物相為Al6Mn合金電沉積層；采用維氏顯微硬度計(jì)對所制得合金的硬度進(jìn)行了測試，維氏硬度可達(dá)到371kgf/mm

3、2；采用陽極極化曲線研究所制得合金層的耐腐蝕性能，當(dāng)MnCl2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.1%時(shí)，電沉積層的維鈍電流較純鋁電沉積層低100μA左右，鈍化區(qū)間較純鋁電沉積層寬近一半，其點(diǎn)蝕電位較純鋁電沉積層低350mV左右。
　　2、將稀土氯化物NdCl3和CeCl3作為電沉積鋁錳合金的添加劑，加入到熔鹽體系中，對其所獲得的電沉積層的結(jié)構(gòu)形貌以及硬度和耐蝕性進(jìn)行分析。結(jié)果表明：
　?。?）當(dāng)添加NdCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.23%時(shí)所得電沉積層

4、表面的晶型較之未加入添加劑時(shí)更細(xì)致、排列更緊密、大小均一。CeCl3的加入與添加NdCl3有類似的效果，當(dāng)添加CeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.22%時(shí)，合金電沉積層中晶粒細(xì)化、排列更緊密，非晶態(tài)晶型網(wǎng)絡(luò)更加清晰，電沉積層表面形貌呈均勻、平整、致密。
　　（2）通過對沉積層的陽極極化測試數(shù)據(jù)分析，電沉積層的抗腐蝕性能更加優(yōu)良，當(dāng)NdCl3的添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.23%時(shí)耐蝕性最好，添加了NdCl3的維鈍電流比未添加NdCl3時(shí)制得的沉積層減少

5、了610μA左右；維鈍區(qū)間比未添加NdCl3時(shí)寬了近280mV左右。當(dāng)添加CeCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.22%時(shí)電沉積層的耐蝕性最好，點(diǎn)蝕電位為-1.12V，致鈍電位為-0.01V，維鈍電流較未添加CeCl3所得沉積層減少了800μA左右，維鈍區(qū)間也較之寬了近400mV左右。比添加NdCl3時(shí)還要寬。
　?。?）在硬度測試實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)NdCl3的添加量達(dá)到0.23%時(shí)，硬度值增長的速率達(dá)到最大，繼續(xù)添加NdCl3則速率開始變緩，測得0.

6、32%時(shí)的硬度值為392kgf/mm2，較未添加時(shí)增大了21kgf/mm2；當(dāng)CeCl3的添加量達(dá)到0.22%時(shí)，與添加NdCl3時(shí)有相同的速率變化，達(dá)到最大，測得0.33%時(shí)的硬度值為391kgf/mm2，較未添加NdCl3時(shí)增大了20kgf/mm2。添加NdCl3和CeCl3對電沉積層硬度的影響是一致的，且影響的程度也相當(dāng)接近。
　　3、采用NdCl3-NaCl-KCl-MgCl2作為熔鹽體系，直接電沉積MgO制備了鋁鎂合金，

7、對其設(shè)備的選取以及電沉積的時(shí)間、溫度、分解電壓、鎂的含量以及電流效率等工藝參數(shù)進(jìn)行了初步的探討。結(jié)果表明，電沉積時(shí)KCl的存在可以改善電解質(zhì)的導(dǎo)電性，降低分解電壓，當(dāng)溫度為760℃，氯化鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以5%、10%、20%依次增加時(shí)，電沉積的分解電壓分別降低了0.1V和0.2V。在50%NaCl-20%KCl-20%MgCl2-10%NdCl3此組分比下研究了電沉積的電流效率和鎂的含量。通過實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)可知，電流效率均達(dá)到80%以上，Al