本文選題：釹鐵硼　切入點：納米結構　出處：《中國計量大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：鋁作為一種綠色金屬,且氧化鋁的致密度極高,是一種理想的防腐材料。由于鋁的電位遠低于水中氫的電位,因此無法在水溶液體系中沉積出來。近幾年,隨著離子液體的廣泛研究,在該體系下電沉積鋁薄膜成為現(xiàn)實。本論文的研究內容分為以下四個部分:(1)研究了電沉積鋁過程中釹鐵硼(NdFeB)在離子液體[AlCl_3-EMIC]中浸泡初期的腐蝕行為。結果表明:NdFeB在離子液體中的開路電位-0.663 V左右,腐蝕電流密度2.399×10~(-5) A/cm~2,腐蝕同時受陽極和陰極反應過程控制。隨著浸泡時間增長,NdFeB表面呈現(xiàn)較明顯的腐蝕“點”、“坑”,以及晶粒脫落現(xiàn)象,腐蝕產(chǎn)物主要為Nd、Fe等的金屬氧化物。根據(jù)SEM和AFM分析得出,在未電鍍一層完整的防護性Al膜之前,NdFeB與離子液體的接觸時間應盡量的短,不超過10min為宜。(2)恒電壓下電沉積鋁薄膜制備。Al在NdFeB磁體上的沉積電位為-0.615 V。Al膜在NdFeB表面的成核方式是瞬時成核。當沉積電位為-0.6 V時,較高的活性點數(shù)有利于形成致密均勻的膜層。薄膜的結構主要為Al的面心立方結構,隨著過電壓的增加,薄膜的結構并沒有發(fā)生太大的變化,{200}、{220}和{311}成為主要的晶面。均勻細小的顆粒有利于形成平滑致密的防腐蝕性能,在之后的電化學極化曲線分析中我們也得到了印證,過電壓-0.6 V制備的薄膜的腐蝕電流密度在整個實驗系列中最小。(3)脈沖電壓下鋁薄膜的電沉積。脈沖頻率減小,陰極的濃差極化增加,基體活性點數(shù)降低,薄膜的顆粒以生長為主,過大的薄膜顆粒造成了較多的空隙結構。薄膜的結構主要為Al的面心立方結構,隨著頻率的增加,薄膜的結構并沒有發(fā)生太大的變化,但是{200}、{220}和{311}成為主要的晶面。鋁薄膜是受化學擴散控制的影響,高頻率與低頻率的脈沖相比較,提供給離子用于擴散的時間更加充裕,使得陰極附近的離子能夠得到充分的沉積。脈沖電壓下制備的鋁薄膜顆粒尺寸較一致,膜層平滑較均一,有利于形成致密平滑的保護膜層,使得釹鐵硼基體不易被外界物質腐蝕。(4)添加劑對鋁薄膜性能的影響。通過在離子液體中添加不同含量的2-氯煙酰氯,制備出不同Al顆粒尺寸的薄膜,研究了Al顆粒尺寸對NdFeB防腐蝕性能的影響。研究表明,添加劑的添加阻礙了電化學反應速度。隨著添加劑含量增大,Al膜顆粒尺寸減小。當添加劑含量為2.50 mg/m L時,薄膜顆粒較小,膜層致密,耐蝕性較好。
[Abstract]:As a kind of green metal aluminum, and alumina density is very high, is a kind of ideal anti-corrosion material. Because of the potential is far lower than the potential of aluminum hydroxide in water, and therefore can not be deposited in the aqueous system. In recent years, with the extensive research of ionic liquids in the system under the electrodeposition of aluminum film has become a reality. The thesis is divided into the following four parts: (1) study of neodymium iron boron aluminum deposition process (NdFeB) corrosion behavior in ionic liquid [AlCl_3-EMIC] in early stage of immersion. The results showed that NdFeB in ionic liquid -0.663 open circuit potential of about V, the corrosion current density of 2.399 * 10~ (-5) A/cm~2, at the same time by the corrosion of anodic and cathodic process control. With the increase of immersion time, the corrosion surface of NdFeB showed obvious point "," pit ", and the grain shedding phenomenon, the corrosion products are mainly Nd, Fe and other metal oxides. According to SEM and AFM analysis shows that, before the plating layer of complete protection of the Al film, the contact time of NdFeB and ionic liquids should be as short as possible, should be less than 10min. (2) the constant voltage electrodeposition of aluminum thin films deposition potential in NdFeB magnet.Al on V.Al membrane in -0.615 nucleation NdFeB the surface is instantaneous nucleation. When the deposition potential of -0.6 V, the number of high activity is conducive to the formation of compact and uniform film. The film structure was mainly the face centered cubic structure of Al, with the increase of voltage, the structure of the film does not change too much, {200}, {220} and {311} become the main crystal surface. Uniform fine particles to form a smooth and dense corrosion, electrochemical polarization curve analysis in the US has also been confirmed, the corrosion current density of film over voltage -0.6 V preparation of the minimum in the whole experiment series. (3) pulse voltage Electrodeposition of aluminum film. Under the pulse frequency decreases, the cathode concentration polarization increases, the matrix number of active sites decreased, the film grain growth in thin films, particles caused by large gap structure more. The structure of the film is face centered cubic structure of Al, with the increase of frequency, the structure of the film is not the change is too large, but {200}, {220} and {311} become the main crystal surface. Aluminum film is affected by the chemical diffusion control effect, high frequency and low-frequency pulse phase, provide more time for ion diffusion, the cathode near the ion can be fully deposited under pulse voltage system. The particle size of the prepared aluminum film is uniform, smooth film is uniform and is conducive to the protection of the film to form a dense and smooth, making the neodymium iron boron base is not easy to be outside material corrosion. (4) the effects of additives on the properties of aluminum film. Through the 2- chloride nicotinoyl chloride with different content of ionic liquid, preparation of Al thin films with different particle size, the effect of Al particle size on the corrosion resistance of NdFeB. The results show that the additive has hindered the electrochemical reaction rate. With the increase of the content of additives, Al membrane particle size decreased. When the additive content is 2.50 mg/m L, the film grain is smaller, the film density, good corrosion resistance.

【學位授予單位】：中國計量大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ153.19

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