本文選題：離子液體 + 電沉積��； 參考：《浙江大學》2017年碩士論文

【摘要】：鋁及鋁合金具有優(yōu)良的物理化學性能,尤其是鋁錳合金,不僅具有良好的成形性能及裝飾作用,而且強度高,耐腐蝕性好,而Al-Mn合金金屬玻璃結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),更是引起了國內(nèi)外學者的極大興趣。然而,低錳含量的Al-Mn合金因為晶粒粗大、晶粒間有空隙,不能對基體起到明顯的防護作用。離子液體因為具有熔點低、無蒸氣壓、穩(wěn)定性好及電化學窗口寬等優(yōu)點而在電沉積領域備受關注。為了提高低錳含量的Al-Mn合金的耐腐蝕性能,本論文采用離子液體電沉積技術,通過在AlCl3- MnCl2-EMIC(氯化-1-乙基-3甲基咪唑)離子液體中添加ZrCl4,成功在低碳鋼基體表面制備了Al-Mn-Zr三元合金鍍層,并采用線性掃描伏安法、計時電位法分析了電沉積過程中的電化學行為；采用SEM、XRD、EDS、極化曲線、電化學阻抗譜等手段分析了鍍層形貌、結(jié)構(gòu)與防腐蝕性能。所取得的主要結(jié)果如下：(1)對電沉積過程中的電化學行為的研究結(jié)果表明：ZrCl4在電解液中的添加增大了合金共沉積的過電位,促進了電結(jié)晶過程中的形核過程,從而可以細化晶粒。(2)研究了不同Zr含量對Al-Mn-Zr三元合金鍍層形貌、結(jié)構(gòu)的影響,結(jié)果表明：當鍍層中Zr含量較少時,鍍層晶粒相比Al-Mn合金鍍層晶粒明顯細化,但仍為微米級晶粒,此時Zr、Mn以飽和固溶體形式存在；當ZrCl4在電解液中的添加量增加至5 mmol·L-1時,鍍層更加致密,構(gòu)成沉積顆粒的微晶為納米級(50nm),此時鍍層為晶態(tài)與非晶態(tài)的混合結(jié)構(gòu)；但是當ZrCl4在電解液中的添加量為10 mmol·L-1時,鍍層表面會發(fā)生沉積顆粒團聚現(xiàn)象,導致鍍層疏松。EDS、 XRD及Mapping譜圖分析進一步表明,Al、Mn、Zr三種金屬元素是以共沉積的方式形成Al-Mn-Zr合金的,而且三種金屬元素在鍍層中分布均勻。(3)對鍍層的防腐蝕性能研究結(jié)果表明：Al-Mn-Zr三元合金的耐腐蝕性能比Al-Mn合金好,證明Zr的添加可以改善Al-Mn合金的防腐蝕性能。當ZrCl4在電解液中添加量為5 mmol·L-1時,所制備的Al-Mn-Zr合金膜顯示了較佳的耐腐蝕性能。
[Abstract]:Aluminum and aluminum alloys have excellent physical and chemical properties, especially aluminum-manganese alloys, which not only have good formability and decoration, but also have high strength and good corrosion resistance. It has aroused the great interest of scholars both at home and abroad. However, the Al-Mn alloy with low mn content can not protect the matrix obviously because of the coarse grain size and the void between the grains. Ionic liquids have attracted much attention in electrodeposition due to their advantages of low melting point, no vapor pressure, good stability and wide electrochemical window. In order to improve the corrosion resistance of Al-Mn alloy with low manganese content, the ionic liquid electrodeposition technique was used in this paper. Al-Mn-Zr ternary alloy coating was successfully prepared on the surface of low carbon steel by adding ZrCl _ 4 into ALCL _ 3-MnCl _ 2-EMIC (chlorinated -1-ethyl-3 methyl imidazole) ionic liquid. The electrochemical behavior of Al-Mn-Zr alloy coating during electrodeposition was analyzed by linear scanning voltammetry and chronopotentiometry. The morphology, structure and corrosion resistance of the coating were analyzed by means of SEMX XRDX EDS, polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The main results obtained are as follows: (1) the results of the study on the electrochemical behavior during electrodeposition show that the addition of 1: ZrCl4 to the electrolyte increases the overpotential of the co-deposition of the alloy and promotes the nucleation process in the electrocrystallization process. The effect of Zr content on the morphology and structure of Al-Mn-Zr ternary alloy coating was studied. The results showed that the grain size of Al-Mn-Zr alloy coating was smaller than that of Al-Mn alloy coating when Zr content was low, but it was still micron grain. When the amount of ZrCl4 in electrolyte increases to 5 mmol L-1, the coating becomes denser, and the microcrystal of the deposited particles is nanocrystalline (Nano), and the coating is a mixed structure of crystalline and amorphous state. However, when the amount of ZrCl4 added in electrolyte is 10 mmol L-1, the agglomeration of deposited particles will occur on the surface of the coating, which leads to the formation of Al-Mn-Zr alloy by co-deposition of three metal elements, I. e. EDS, XRD and Mapping. The results show that the corrosion resistance of Al-Mn-Zr ternary alloy is better than that of Al-Mn alloy, which proves that the addition of Zr can improve the corrosion resistance of Al-Mn alloy. When ZrCl _ 4 was added into the electrolyte for 5 mmol L ~ (-1), the Al-Mn-Zr alloy film showed good corrosion resistance.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

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本文編號：2019704