鋁鎂合金因其優(yōu)異的耐蝕性、裝飾性、抗氧化性和可加工性成為理想的構(gòu)件防護(hù)材料;除此之外,由于其質(zhì)量輕,理論儲氫量高,鋁鎂合金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。室溫電沉積是在室溫條件下,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,制備高純超細(xì)合金。綜述了室溫電沉積制備鋁鎂合金的體系和電流密度、沉積方式、鎂離子引入方式及實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件等對鋁鎂合金組成、形貌和晶體結(jié)構(gòu)等的影響,重點(diǎn)介紹了室溫電沉積鋁鎂合金的影響因素及鋁鎂合金在裝飾、防腐蝕和儲氫等方面的應(yīng)用,提出了室溫電沉積制備高純鋁鎂合金存在的問題及未來的發(fā)展趨勢。
【部分圖文】：

3.3實(shí)驗(yàn)環(huán)境對電沉積鋁鎂合金的影響實(shí)驗(yàn)環(huán)境對電沉積制備鋁鎂鍍層有重要影響，采用AlCl3－LiAlH4有機(jī)溶劑體系室溫電沉積鋁鎂合金時，由于鋁和鎂的氧化還原電位非常低，并且這兩種元素非常活潑，反應(yīng)需在隔絕空氣的條件下進(jìn)行，若鋁和鎂的電沉積過程帶入空氣，由于空氣中水分的存在，則在銅基體上會產(chǎn)生大量的氫氣泡，通過在室溫條件下電化學(xué)沉積過程中生成的氫氣泡作為動態(tài)模板能夠生成多孔氧化物，所以有些鍍層表面呈多孔狀，且晶粒形狀不均勻，而在完全隔絕空氣條件下進(jìn)行時，鍍層表面平整，規(guī)則無孔，如圖1所示。電沉積反應(yīng)機(jī)理和氧化物的生成機(jī)理如下:(1)當(dāng)氫化鋁鋰溶解于氯化鋁溶液時，發(fā)生的反應(yīng)見式(1):LiAlH4+4AlCl3=4AlHCl2+LiAlCl4(1)陰極反應(yīng)機(jī)理可表示為式(2)，AlHCl2+3e－=H－+2Cl－+Al↓(2)Mg2+和H+形成絡(luò)合物為陰極沉積出鎂的物質(zhì)，在陰極發(fā)生的反應(yīng)見式(3):Mg2++2e－=Mg↓(3)(2)新生成的鋁鎂在一定條件下發(fā)生反應(yīng)生成氧化物的方程式見式(4)～(7):2Al(s)+3H2O(l)=Al2O3(s)+3H2(g)(4)Mg(s)+H2O(l)=MgO(s)+H2(g)(5)4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)(6)6Mg(s)+3O2(g)=6MgO(s)(7)故采用AlCl3－LiAlH4體系制備超細(xì)結(jié)構(gòu)純凈鋁鎂合金時，需嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境，確保實(shí)驗(yàn)在隔絕空氣條件下進(jìn)行［25］。圖1不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的鋁鎂合金SEM照片:(a)多孔鋁鎂合金鍍層，(b)致密鋁鎂合金鍍層Fig.1SEMimagesofAl－Mgalloywithdifferentexperimentalenvironment:(a)platingcoatofporousMg－Alalloyand(b)platingcoatofdensificationMg－Alalloy3.4電流密度對電沉積鋁鎂合金的影響采用AlCl3－LiAlH4有機(jī)溶劑體?

第1期闞洪敏等:室溫電沉積制備鋁鎂合金的研究進(jìn)展2c所示。綜上所述，在一定的電流密度范圍內(nèi)，隨電流密度增加，鍍層厚度增加，鍍層中的晶粒尺寸減校電流密度過大或過小時，鍍層中鎂含量均有下降趨勢，電流密度較大時，電解液中鋁離子的析出速率增長趨勢大于鎂離子的析出速率增長趨勢;電流密度較小時，未達(dá)到鎂析出的過電壓或鎂的析出量較少，導(dǎo)致鍍層中鎂的含量較低。電解液中Mg析出的最佳電流密度為18～20mA/cm2，此時鍍層中鎂含量最高。圖2不同電流密度對鋁鎂鍍層的影響:(a)對鍍層厚度和結(jié)合力的影響，(b)對鍍層鎂含量的影響，(c)對鍍層晶粒尺寸的影響Fig.2TheinfluenceofdifferentcurrentdensitiesonAl-Mgalloycoatings:(a)thicknessandadhesionforce，(b)magnesiumcontentand(c)grainsizes、4鋁鎂合金的應(yīng)用4.1作為裝飾材料的應(yīng)用鋁鎂合金具有經(jīng)久耐用，不褪色等優(yōu)點(diǎn)，通過選擇適當(dāng)色調(diào)圖案，可起到很好裝飾作用。通過電沉積法將鋁鎂合金鍍到基體表面，將鍍有鋁鎂合金的基體粘貼到硬質(zhì)纖維板或膠合板的基材上可用作鋁鎂合金裝飾板，適用于家庭居室;在其表面膠貼各種花色，可用于室內(nèi)裝璜，能獲得富麗堂皇、美麗高雅的裝飾效果。鋁鎂合金裝飾板可彎曲剪裁，加工性能優(yōu)越，適用于各種形狀的家具和建筑中。鍍有鋁鎂合金的基體也可用于吊頂材料，進(jìn)口的鋁鎂吊頂材料中鎂含量較高，可有效地隔音、防潮，更具有抗靜電防塵的效果，且質(zhì)量更輕、硬度更好、裝飾性好［28］。4.2作為防腐蝕材料的應(yīng)用鋁鎂合金的主要元素是鋁，加入鎂后，形成彌散相可提高其耐磨和耐腐蝕性能。鋁鎂合金鍍層的耐蝕性高出純鋁鍍層耐蝕性約一個數(shù)量級，且其與鋼板的結(jié)合力非常好，鍍在鋼板表面可以大大增加鋼板的使用壽命。通過電沉積法可

3.3實(shí)驗(yàn)環(huán)境對電沉積鋁鎂合金的影響實(shí)驗(yàn)環(huán)境對電沉積制備鋁鎂鍍層有重要影響，采用AlCl3－LiAlH4有機(jī)溶劑體系室溫電沉積鋁鎂合金時，由于鋁和鎂的氧化還原電位非常低，并且這兩種元素非常活潑，反應(yīng)需在隔絕空氣的條件下進(jìn)行，若鋁和鎂的電沉積過程帶入空氣，由于空氣中水分的存在，則在銅基體上會產(chǎn)生大量的氫氣泡，通過在室溫條件下電化學(xué)沉積過程中生成的氫氣泡作為動態(tài)模板能夠生成多孔氧化物，所以有些鍍層表面呈多孔狀，且晶粒形狀不均勻，而在完全隔絕空氣條件下進(jìn)行時，鍍層表面平整，規(guī)則無孔，如圖1所示。電沉積反應(yīng)機(jī)理和氧化物的生成機(jī)理如下:(1)當(dāng)氫化鋁鋰溶解于氯化鋁溶液時，發(fā)生的反應(yīng)見式(1):LiAlH4+4AlCl3=4AlHCl2+LiAlCl4(1)陰極反應(yīng)機(jī)理可表示為式(2)，AlHCl2+3e－=H－+2Cl－+Al↓(2)Mg2+和H+形成絡(luò)合物為陰極沉積出鎂的物質(zhì)，在陰極發(fā)生的反應(yīng)見式(3):Mg2++2e－=Mg↓(3)(2)新生成的鋁鎂在一定條件下發(fā)生反應(yīng)生成氧化物的方程式見式(4)～(7):2Al(s)+3H2O(l)=Al2O3(s)+3H2(g)(4)Mg(s)+H2O(l)=MgO(s)+H2(g)(5)4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)(6)6Mg(s)+3O2(g)=6MgO(s)(7)故采用AlCl3－LiAlH4體系制備超細(xì)結(jié)構(gòu)純凈鋁鎂合金時，需嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)環(huán)境，確保實(shí)驗(yàn)在隔絕空氣條件下進(jìn)行［25］。圖1不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境下的鋁鎂合金SEM照片:(a)多孔鋁鎂合金鍍層，(b)致密鋁鎂合金鍍層Fig.1SEMimagesofAl－Mgalloywithdifferentexperimentalenvironment:(a)platingcoatofporousMg－Alalloyand(b)platingcoatofdensificationMg－Alalloy3.4電流密度對電沉積鋁鎂合金的影響采用AlCl3－LiAlH4有機(jī)溶劑體?
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