本文選題：鋁　切入點(diǎn)：鋁鎂合金　出處：《沈陽大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鋁及鋁鎂合金具有優(yōu)異的耐蝕性、裝飾性、抗氧化性和良好的力學(xué)性能成為理想的構(gòu)件防護(hù)材料,由于鋁鎂合金的質(zhì)量輕,理論儲氫量高,作為儲氫材料具有廣泛應(yīng)用前景。為使鋁鎂合金得到良好的應(yīng)用,需要制備超細(xì)結(jié)構(gòu)純凈合金,電沉積是制備高純合金的有效方法之一。利用電沉積法可在非水液體中電化學(xué)沉積出金屬鋁及鋁鎂合金,獲得高純度的鍍層。在電沉積鋁及鋁鎂的實(shí)驗(yàn)中,沉積體系的選擇是制備鍍層的基礎(chǔ),沉積方法的選擇是制備鍍層的關(guān)鍵,通過控制沉積參數(shù)實(shí)現(xiàn)對合金微觀組織結(jié)構(gòu)和成分的控制,可制備高純超細(xì)合金。AlCl_3-LiAlH_4有機(jī)溶劑體系是最早應(yīng)用于電解鋁的體系,可在室溫條件下進(jìn)行,不僅有效的節(jié)約能源,還不影響基體的力學(xué)性能。本文在國內(nèi)外電沉積鋁及鋁鎂合金的研究基礎(chǔ)上,在AlCl_3-LiAlH_4-苯-THF有機(jī)溶劑體系中通過直流和脈沖兩種方式電沉積制備鋁及鋁鎂合金。采用三電極體系進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn),通過交流阻抗法(EIS)研究了制備鋁鎂合金的電解液的導(dǎo)電性,并利用交流阻抗法和Tafel極化曲線研究了鋁及鋁鎂合金鍍層的耐腐蝕性能。通過掃描電鏡(SEM)、能譜(EDS)以及X射線衍射(XRD)檢測和分析鋁及鋁鎂合金的鍍層形貌、成分及含量。通過電沉積法制備鋁及鋁鎂合金鍍層,研究了電流密度、通斷比、頻率、鎂離子引入方式及實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件等對鋁及鋁鎂合金組成、形貌和晶體結(jié)構(gòu)等的影響。結(jié)果表明,利用脈沖電沉積可以制備出高純度鋁鍍層,鍍層中鋁的含量高達(dá)99.43wt%,改變通斷比、電流密度等參數(shù)對電沉積鋁鍍層有較大影響,通斷比越小,鍍層中晶粒尺寸越小,最小晶�？蛇_(dá)0.5mm,在一定范圍內(nèi)晶粒尺寸隨電流密度的增大而增大,少量添加MgCl_2可以細(xì)化晶粒。利用鎂條作陽極,電解液中添加MgCl_2進(jìn)行直流電沉積制備鋁鎂合金鍍層時,通過XRD譜圖可以看出鋁鎂合金鍍層的主要成分為Al_3Mg_2和Al_12Mg_17。當(dāng)電流密度為0.3A/cm2時,鋁鎂合金中鎂含量為4.61wt%,在一定范圍內(nèi),電流密度越大,鋁鎂合金中鎂含量越高。增加鎂條數(shù)量,鋁鎂合金中的鎂含量有所增長,但增長的趨勢不大,鎂條數(shù)量為5條時,鋁鎂合金中鎂含量為7.56wt%。脈沖電沉積鋁鎂合金鍍層時,鍍層的晶粒尺寸和鎂含量隨電流密度的增加而增加,當(dāng)電流密度為20mA/cm2,晶粒尺寸可達(dá)30-50mm,鋁鎂合金中的鎂含量為3.17wt%。通斷比越大,鍍層的晶粒尺寸越大,鍍層中鎂含量越高,通斷比為0.02:0.08時,晶粒尺寸最小可達(dá)5mm。通過交流阻抗法和極化曲線法對鍍層進(jìn)行耐腐蝕實(shí)驗(yàn),當(dāng)檢測鋁鍍層的耐腐蝕性時發(fā)現(xiàn),通斷比越大,阻抗越大,耐蝕性越好,即晶粒尺寸越大,耐蝕性越好。對鋁鎂合金鍍層進(jìn)行耐腐蝕實(shí)驗(yàn)時發(fā)現(xiàn),在研究范圍內(nèi)(研究所選鎂含量范圍寫上),當(dāng)鎂含量為2.54%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時,阻抗最大,即鋁鎂合金中鎂含量越高,阻抗值越大,鍍層的耐腐蝕性能越好。
[Abstract]:Aluminum and aluminum-magnesium alloys have excellent corrosion resistance, decoration, oxidation resistance and good mechanical properties. In order to make the aluminum magnesium alloy get good application, it is necessary to prepare pure superfine structure alloy. Electrodeposition is one of the effective methods for preparing high purity alloys. High purity coatings can be obtained by electrodeposition of aluminum and aluminum-magnesium alloys in non-aqueous liquids. The selection of deposition system is the basis of coating preparation, and the selection of deposition method is the key to the preparation of coating. The microstructure and composition of alloy can be controlled by controlling deposition parameters. The organic solvent system of high-purity superfine alloy. ALCL _ 3-LiAlH _ S _ 4 is the first system used in electrolytic aluminum, which can be carried out at room temperature, which not only saves energy, but also saves energy effectively. In this paper, based on the research of electrodeposition of aluminum and aluminum-magnesium alloy at home and abroad, Aluminum and aluminum-magnesium alloys were electrodeposited in AlCl3-LiAlH4benzen-THF organic solvent system by direct current and pulse deposition. Electrochemical experiments were carried out in a three-electrode system, and the conductivity of the electrolyte prepared by AC-EIS was studied. The corrosion resistance of aluminum and aluminum-magnesium alloy coatings was studied by means of AC impedance method and Tafel polarization curve. The morphology of aluminum and aluminum-magnesium alloy coatings was detected and analyzed by SEM, EDS and X-ray diffraction (XRD). Composition and content. Aluminum and aluminum-magnesium alloy coatings were prepared by electrodeposition. The current density, on-break ratio, frequency, mg ~ (2 +) introduction mode, experimental environment and conditions were studied. The results show that the high purity aluminum coating can be prepared by pulse electrodeposition. The aluminum content in the coating is up to 99.43 wt.The parameters such as current density have great influence on the electrodeposition of aluminum coating. The smaller the on-break ratio is, the smaller the grain size in the coating is, and the minimum grain size can reach 0.5 mm. In a certain range, the grain size increases with the increase of current density. A small amount of MgCl_2 can refine the grain. When adding MgCl_2 to the electrolyte to prepare Al-mg alloy coating, the main composition of Al-Mg alloy coating is Al_3Mg_2 and AlSI-12Mg17.When the current density is 0.3A / cm ~ 2, the magnesium content in Al-mg alloy is 4.61wtcm ~ 2, and the content of mg in Al-mg alloy is 4.61wtcm ~ 2, which is within a certain range. The higher the current density, the higher the content of magnesium in Al-Mg alloy. When the number of magnesium bars is increased, the content of magnesium in Al-Mg alloy will increase, but the trend of increase is not obvious, when the number of magnesium bars is 5, The grain size and magnesium content of aluminum-magnesium alloy coating increase with the increase of current density. When the current density is 20 Ma / cm ~ 2, the grain size can reach 30-50 mm, and the magnesium content in aluminum magnesium alloy is 3.17 wt.The ratio of open to break increases. The larger the grain size of the coating is, the higher the content of magnesium in the coating is. The ratio of open to break is 0.02: 0.08, and the minimum grain size can be up to 5 mm. the corrosion resistance of the coating is tested by means of AC impedance method and polarization curve method. When the corrosion resistance of aluminum coating is tested, it is found that, The larger the ratio of open to break, the greater the impedance, the better the corrosion resistance, that is, the larger the grain size, the better the corrosion resistance. In the scope of study, when the content of magnesium is 2.54 (mass fraction), the impedance is maximum, that is, the higher the content of magnesium, the greater the impedance, and the better the corrosion resistance of the coating.
【學(xué)位授予單位】：沈陽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ153

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本文編號：1574333