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铝由于具有各种优异的性能而有着广泛的应用前景。近年来,随着室温熔盐发展,可以使铝镀层在低温下进行。
本文采用AlCl3-EMIC室温熔盐作为电解质,利用电化学方法研究了熔盐电沉积铝的阴极过程,通过电沉积实验分析了实验参数如熔盐温度、电流密度、脉冲宽度、脉冲间隔、电沉积时间等对镀层性能的影响,确定了比较适宜的工艺参数。
研究表明,60℃时在摩尔比为2∶1的AlCl3/EMIC体系中,以铝丝为参比电极,在钨电极上存在欠电位沉积现象。铝的析出电位为-0.06V,峰电位为-0.3V,其电化学反应为准可逆过程,产物不溶解;电结晶过程为三维瞬时形核半球形扩散长大过程;以铝丝为参比电极,在铝电极上铝的析出电位为-0.06V,峰电位为-0.35V,其电化学反应为准可逆过程,产物不溶解,电结晶过程为三维瞬时形核半球形扩散长大过程。适当地增加过电位可使晶核密度增加,有利于获得较好的沉积层。
本文采用直流和脉冲技术电沉积铝,研究表明,采用脉冲电沉积方法得到的镀层性能优于直流电沉积方法。以铜为基体材料,用直流电沉积在AlCl3-EMIC熔盐体系中,当实验参数为:温度60℃,电流密度20mA/cm2,工作时间30min,AlCl3/EMIC摩尔比为2∶1时,得到的镀层表面光洁、平整,颗粒尺寸大约为4μm,厚度145μm与基体结合紧密。而利用脉冲电沉积时,当实验条件为温度60℃,电流密度20mA/cm2,脉冲宽度9ms,脉冲间隔1ms,工作时间30min,AlCl3/EMIC摩尔比为2∶1,得到的镀层致密、光滑、有金属光泽、颗粒平均尺寸为2μm,厚度达到125μm、与基体结合紧密,性能优于直流电沉积得到的镀层。