本文選題：離子液體　切入點(diǎn)：Ni-Fe合金　出處：《昆明理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：鎳合金作為防護(hù)裝飾性鍍層被廣泛應(yīng)用于鋼鐵等材料的表面來(lái)提高其耐腐蝕性能。傳統(tǒng)的鎳合金電鍍主要是在水溶液無(wú)機(jī)鹽體系中進(jìn)行,但是普遍存在工藝復(fù)雜,成本高等問(wèn)題。離子液體作為一種新型電解質(zhì),在其中已經(jīng)電沉積出多種金屬及合金,然而采用離子液體作為電解質(zhì)電沉積Ni-Fe和Ni-Ti合金在國(guó)內(nèi)外卻鮮有報(bào)道。本文采用ChCl-urea-NiCl2-FeCl3和[Bmim]Cl-EG-NiCl2-TiCl4離子液體作為電解質(zhì)電沉積得到Ni-Fe和Ni-Ti合金,并對(duì)其沉積行為、鍍層成分、相結(jié)構(gòu)、形貌和耐腐蝕性能進(jìn)行分析。在ChCl-urea-NiCl2-FeCl3離子液體中通過(guò)電化學(xué)測(cè)試發(fā)現(xiàn),由于Ni的生成,誘導(dǎo)Fe(Ⅱ)進(jìn)一步被還原生成Fe0發(fā)生欠電位沉積,實(shí)現(xiàn)了Ni-Fe合金共沉積；在以玻碳電極為工作電極時(shí),Ni、Fe和Ni-Fe合金的成核屬于擴(kuò)散控制下的三維瞬時(shí)形核。在[Bmim]Cl-EG-TiCl4離子液體中,Ti(Ⅳ)最終只能被還原成Ti(Ⅱ),不會(huì)有金屬鈦生成,然而在[Bmim]Cl-EG-NiCl2-TiCl4離子液體中,由于Ni的生成,誘導(dǎo)Ti(Ⅱ)進(jìn)一步被還原生成Ti0發(fā)生欠電位沉積,從而實(shí)現(xiàn)了Ni-Ti合金的共沉積。通過(guò)研究電流密度、FeCl3濃度、溫度等電解參數(shù)對(duì)沉積層成分、電流效率和形貌的影響得出以下結(jié)論：Ni-Fe合金中的Fe含量隨著電流密度和FeCl3濃度的增加而增加,隨著溫度的升高而降低；電流效率隨電流密度、FeCl3濃度和溫度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)；隨著電流密度、FeCl3濃度和溫度的增加,沉積層顆粒由針狀逐漸長(zhǎng)大成球形顆粒,當(dāng)電流密度為4 mA/cm 2,溫度為348K, NiCl2濃度為0.1 mol/L, FeCl3濃度為0.15 mol/L時(shí),獲得的Ni-Fe合金鍍層形貌最致密；鍍層的組成主要為FeNi3固溶體和Ni,當(dāng)Fe含量超過(guò)24.89 at%時(shí),還存在Fe0.64Ni0.36合金相。Ni-Ti合金的電沉積實(shí)驗(yàn)表明,超過(guò)一定厚度Ti-Ni合金鍍層不會(huì)隨著沉積時(shí)間的增加而變厚,反而會(huì)逐漸脫落,最終導(dǎo)致合金鍍層變薄。通過(guò)對(duì)鍍層進(jìn)行XPS分析可知,由于金屬鈦的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,鍍層表面的Ti被氧化成Ti02,Ni部分被氧化成Ni203。Ni-Fe合金耐腐蝕實(shí)驗(yàn)表明,Fe含量對(duì)Ni-Fe合金鍍層耐腐蝕性能影響較為顯著,隨著Fe含量的增加,Ni-Fe合金的耐腐蝕性能先增大后減小,Fe含量為24.89 at%的Ni-Fe合金鍍層耐蝕性能最好,其耐蝕性要優(yōu)于純鎳鍍層。
[Abstract]:Nickel alloy as a protective decorative coating is widely used in the surface of steel and other materials to improve its corrosion resistance. Traditional nickel alloy electroplating is mainly carried out in aqueous solution inorganic salt system, but the process is generally complex. As a new type of electrolyte, ionic liquids have been electrodeposited into many metals and alloys. However, the electrodeposition of Ni-Fe and Ni-Ti alloys using ionic liquids as electrolyte is rarely reported at home and abroad. In this paper, Ni-Fe and Ni-Ti alloys are obtained by electrodeposition of ChCl-urea-NiCl2-FeCl3 and [Bmim] Cl-EG-NiCl2-TiCl4 ionic liquids. The morphology and corrosion resistance were analyzed. It was found by electrochemical test in ChCl-urea-NiCl2-FeCl3 ionic liquids that Fe (鈪，

本文編號(hào)：1611992