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《昆明理工大学》 2015年
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离子液体电沉积锌镍及锌镁合金的研究

李富宇  
【摘要】:锌合金作为一种新型的防护镀层一直受到广泛的关注,由于其具有良好的成型性、可焊性、上漆性,被广泛的用作航空航天、汽车、电子等工业中钢制品的防护层。传统的锌镍合金生产方法有熔融法和电镀两种。熔融法生产的锌镍合金分散程度差,合金中镍含量低,不符合现在的防腐要求。电镀主要有酸性和碱性水溶液两种,由于其对环境不友好,使得其在工业上的应用受到影响。锌镁合金生产的方法有热镀、真空镀、熔盐电镀、气相沉积等几种。现在研究锌镁合金镀层的焦点主要在硫酸水溶液中,镀层中的镁含量较低。因此,寻求一种低成本、工艺简单、绿色环保的锌合金制备方法具有重要的意义。基于上述情况我们采用EG-ZnCl2离子液体和尿素-氯化锌-氯化镍低共融盐体系作为电解质,进行了锌镁合金和锌镍合金电沉积的研究。两种电解质不仅具有绿色环保的优点,而且具有成本低廉、体系简单、空气不敏感等特点,可以在裸露的空气中操作,符合绿色生产工艺可持续发展的要求。测定了ZnCl2、NiCl2、Urea三者不同含量时形成离子液体的电导率;采用计时电流法和循环伏安曲线等手段研究了锌镍合金的电化学性质;采用响应曲面法对沉积条件进行了优化;采用EDS和XRD对镀层进行了分析。其结果表明:ZnCl2:NiCl2:Urea的摩尔比为:2.9:1.5:16.7时体系的电导率最好,电导率与温度的关系符合Arrhenius公式,通过拟合得到该离子液体溶液的活化能为30.733kJ/mol; Zn-Ni的电结晶经历了形核过程,电结晶过程按瞬时形核进行;在不扫速下的Urea-ZnCl2-NiCl2离子液体的循环伏安曲线中,随着扫速的增大,还原峰值电流大致呈增加的趋势;沉积温度对镀层中锌的质量分数的影响较小,EG加入量和沉积电位的交互作用较为显著,优化得沉积条件为EG的质量分数为28.4%、沉积电位为2.1V、沉积温度为358K;镀层为球形颗粒组成,平均粒径为2.5 μ m,无裂缝,无空隙,为锌镍合金的固溶体,Zn的质量分数为33%。加入EG后镀层的颗粒平均直径小于1μm,镀层的厚度小于20μm,镀层与基体的结合程度较好,平整,镀层中Zn元素和Ni元素的分布均匀,Zn和Ni形成了均匀的合金。沉积电位、沉积时间、沉积温度分别为2.5V、2h、353K的条件下,阴极为纯铜片,阳极为石墨片。以质量分数为5%的NaOH作为添加剂在EG-ZnCl2-MgCl2体系中制备出了Zn-Mg合金。采用循环伏安法研究了体系的电化学性质;采用EDS、XRD和XPS等手段对镀层进行了分析。其结果表明:Zn-Mg合金的沉积是一个分步进行的过程。先发生Zn的沉积,之后发生Zn-Mg合金的共沉积;镀层呈疏松多孔的絮状分布;Mg和Zn形成了非晶态的固溶体,镁的存在形式分别有Mg和MgO;锌的形式是以锌单质存在。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ153.2

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孔纲,卢锦堂,陈锦虹,许乔瑜,刘丽霞;碱性锌镍合金电沉积过程阴极极化的研究[J];材料保护;1999年06期
2 夏同驰;李晓峰;董会超;梅金富;姬娜娜;;电沉积制备La-Mg-Ni贮氢合金薄膜及其性能的研究[J];稀有金属材料与工程;2010年03期
3 蔡加勒;周绍民;;锌-镍电沉积层的晶体结构及其电化学特征[J];电镀与环保;1993年03期
4 朱立群;罗党育;;锌及锌镍合金镀层涂漆后耐蚀性研究[J];电镀与涂饰;1992年02期
5 杨立红;张健;傅建钦;崔健;;新一代连续带钢真空镀膜技术的发展现状与展望[J];钢铁;2007年04期
6 汤广瑞;何美凤;仵亚婷;李俊;黄胜标;唐成龙;;添加剂对于水溶液中电沉积锌镁合金的影响[J];材料导报;2013年06期
7 王巍;初青伟;梁军;戴剑锋;;氯化胆碱-尿素离子液体中镁合金表面电沉积电流密度对镀锌层性能的影响[J];材料保护;2013年08期
8 赵霁雯;徐存英;华一新;李坚;刘海鹏;王震;;镍在BMIC-GL离子液体中的阳极溶解行为[J];昆明理工大学学报(自然科学版);2014年03期
9 王建朝;二甲基甲酰胺中电沉积镁镍合金的研究[J];青海师范大学学报(自然科学版);2003年02期
10 张启波;华一新;;Stability of [BMIM]HSO_4 for using as additive during zinc electrowinning from acidic sulfate solution[J];Journal of Central South University;2012年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 汪瑞;尿素—氯化胆碱低共融体系中电沉积制备纳米铜粉[D];昆明理工大学;2014年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴敏;张世超;林若虚;;CdTe纳米线/纳米管薄膜电沉积法制备研究[J];半导体技术;2011年03期
2 颜飞;杨立红;陈圣;张荻;;真空镀锌镁合金镀层微观结构表征[J];宝钢技术;2010年05期
3 李德玉;李永欣;唐西南;周昌炽;;镀铬与激光表面强化复合处理[J];北京农业工程大学学报;1995年04期
4 刘慧丛,朱立群,杜岩滨;高强度钢锌、镉镀层加速腐蚀试验方法研究[J];北京航空航天大学学报;2004年12期
5 张颖,王晓轩,陶珍东,周岳伟;玻璃钢无氰Cu-Zn-Sn-Ni仿金电镀工艺研究[J];玻璃钢/复合材料;1997年05期
6 马冰;吴向清;谢发勤;;ZM5镁合金无铬前处理化学镀镍层的性能[J];中国表面工程;2012年01期
7 皮启德;碱性溶液添加三价铁电沉积锌铁合金[J];表面技术;1996年02期
8 程兴,周雅莉;Zn-Ni合金电镀[J];表面技术;1996年04期
9 李志辉,司徒海文,叶先运,李深涛;化学镀Ni-P合金与热处理复合工艺在铸模中的应用[J];表面技术;1997年03期
10 屠振密,杨哲龙,安茂忠,张景双;电镀锌基合金的耐蚀性[J];表面技术;1998年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 屠振密;张景双;屠晓明;;环境无害化电镀的研究、使用和发展[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
2 安茂忠;屠振密;杨哲龙;;锌与铁族金属共沉积机理的进展[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
3 张景双;屠振密;杨哲龙;安茂忠;李文良;;碱性电镀锌-钴合金阳极行为的研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
4 杜捍义;;锌镍合金电镀工艺的现状及应用[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
5 陈火平;罗序燕;李东林;李勋;;线性电位扫描测定酸性光亮镀锡溶液极化曲线[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
6 刘仁志;;电子整机与绿色电镀[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
7 姚琳琳;安茂忠;;电沉积Fe-Ni-Cr仿不锈钢合金镀层的工艺研究[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
8 蒋柏泉;肖正强;顾铼;;化学镀Pd/Ag共沉积行为模型及其应用[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
9 郭忠诚;李爱莲;张广立;;电沉积镍基合金及其复合镀层的研究现状与发展趋势[A];2002北京电镀行业清洁生产研讨会论文集[C];2002年
10 王孝广;潘勇;王宝华;周兆锋;周益春;;Co_(88)Ni_(12)合金纳米线阵列的制备与磁性能表征[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(3)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年
2 刘芳洋;金属硒化物薄膜的电沉积制备及基础理论研究[D];中南大学;2011年
3 赵林;电沉积制备铜钴系颗粒膜及其巨磁电阻效应研究[D];东北大学;2009年
4 谢勤;Zn-Ni、Zn-Ni-P合金电镀工艺及其基础理论研究[D];中南大学;2001年
5 梁静秋;微光机电器件及其关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
6 郭占社;基于微机械工艺的电磁型平面微电机的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
7 王云燕;Zn-Fe合金电镀和Zn-Fe-TiO_2复合电镀工艺及基础理论研究[D];中南大学;2002年
8 范云鹰;电沉积Zn-Fe-SiO_2复合镀层工艺、机理及应用研究[D];昆明理工大学;2005年
9 乔桂英;块体纳米晶Co-Ni合金的JED制备及其结构性能的研究[D];燕山大学;2006年
10 张旻;电加工用Cu-ZrB_2复合镀层的制备及其电加工性能研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张雪辉;电沉积Ni-W合金镀层的制备、结构及其性能研究[D];江西理工大学;2010年
2 陈艳容;脉冲电沉积镍合金工艺研究[D];昆明理工大学;2008年
3 朱明杰;环境友好型退镍剂及其循环再生工艺的研究[D];中南林业科技大学;2009年
4 臧贝妮;Zn(OH)_2、Al(OH)_3对锌、铝镀层腐蚀行为的影响[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
5 徐娟;脉冲电流对航空液压器件用合金钢及不锈钢镀铬层的影响[D];西华大学;2011年
6 余细波;电沉积制备Cu-Co合金镀层的工艺研究及性能表征[D];兰州理工大学;2011年
7 王灵锋;Ni-Fe、Ni-Fe-Cr合金箔电沉积制备工艺及性能的研究[D];江西理工大学;2011年
8 宋小霞;交直流叠加电镀Ni-Fe-W合金的可行性研究[D];山东理工大学;2011年
9 姜腾达;无氰电镀铜锡合金代镍工艺研究[D];华南理工大学;2011年
10 谢定陆;泡沫状铜锌合金滤料的制备及其净水性能研究[D];华南理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊金平;曾兆民;;涂层金属的腐蚀机理研究[J];表面技术;1990年04期
2 张安富;;镀锌系钢板表面处理新工艺[J];表面技术;1991年05期
3 金学勇,邸学进,张乃强;室温离子液体的制备、性能及应用[J];滨州师专学报;2002年04期
4 付雄之;于爱风;顾建胜;;室温离子液体中电沉积金工艺研究[J];材料保护;2009年02期
5 王小娟;李慧;王娇;付雄之;顾建胜;;钴锌合金在氯化胆碱-尿素离子液体中的电沉积行为[J];材料保护;2010年03期
6 程华;郭红霞;汤云晖;王群;王澈;;Ni,Fe及Ni-Fe合金阳极在H_2SO_4溶液中的电化学行为[J];材料保护;2011年06期
7 严红革,陈振华,黄培云;金属超微粉末制备技术中的几个问题[J];材料导报;1997年01期
8 杨海燕;郭兴伍;吴国华;丁文江;;离子液体中电沉积的研究进展[J];材料导报;2009年05期
9 魏云鹤,于萍,刘秀玉,崔巍,主沉浮,张长桥;钢基表面热镀锌镁合金镀层及其耐蚀性能研究[J];材料工程;2005年07期
10 王菊香,赵恂,潘进,尹新方;超声电解法制备超细金属粉的研究[J];材料科学与工程;2000年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 樊菊红;电镀镍添加剂的研究[D];西安理工大学;2006年
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1 ;用于高装饰精饰电沉积铑[J];材料保护;1999年10期
2 徐秉森 ,刘殿生 ,宋方考;电沉积制备天然鈾α放射源[J];原子能科学技术;1964年12期
3 陈敏伯 ,魏连生 ,樊芝草;草酸-无机盐体系中微克量钚、镎的电沉积[J];原子能科学技术;1975年02期
4 李秀芳,周鸿平,曾继述;酸性氯化铵介质中镅、锔的电沉积[J];原子能科学技术;1984年06期
5 丁(亻隽);阳离子电沉积涂装方法的研究(摘要)[J];精细化工;1988年02期
6 刘志东;王景丽;陈劲松;田宗军;黄因慧;;喷射电沉积多孔镍[J];材料科学与工程学报;2008年06期
7 赵清;徐春长;陈靖;梁珺成;杨元第;;镅的电沉积——电镀制源[J];中国计量;2008年08期
8 徐秉森 ,吴锡真;自草酸铵介质中定量电沉积天然铀的研究[J];原子能科学技术;1966年02期
9 杨忠愚;;测定电沉积涂漆泳透力的方法[J];涂料工业;1979年02期
10 张亚增;张季达;杜先智;高长魁;程玉正;苏志顺;;电源特性对电沉积非晶镀层的影响[J];贵金属;1981年04期
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1 高静;来永芳;沈春霞;;α电沉积样品制备实验研究[A];中国核科学技术进展报告(第二卷)——中国核学会2011年学术年会论文集第6册(核物理分卷、计算物理分卷、粒子加速器分卷)[C];2011年
2 孟昭菊;党云博;涂兴明;杨大亭;;镅、钚电沉积液的选择[A];第十三届全国核化学与放射化学学术研讨会论文摘要集[C];2014年
3 丁隽;傅磊;;一种环保型阳离子电沉积涂料技术新思路[A];第十四届全国涂料涂装技术信息交流会暨交通用涂料涂装技术研讨会论文集[C];2011年
4 杨培霞;安茂忠;李海先;李吉丹;王福平;;离子液体中电沉积金属镍的研究[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
5 郭兴伍;;离子液体中电沉积镍基合金研究[A];2012年上海电子电镀及表面处理学术交流会报告文集[C];2012年
6 韦风云;薛红;吴庆海;陈锋;;室温离子液体在电沉积中的应用[A];第三届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2006年
7 黄令;江宏宏;颜佳伟;杨防祖;钟晓慧;郑雪清;陈秉彝;许书楷;周绍民;;高择优取向锡镍合金电沉积[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年
8 刘慧斌;周尉;印仁和;成旦红;;钢板/离子液体-Grignard混合溶液体系中电沉积镁的初探[A];2011年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2011年
9 卢俊峰;安茂忠;代云飞;;温度对海因体系电沉积银的影响[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
10 曹维孝;张茂峰;丛海林;;重氮树脂感光膜上铜无电沉积——制备铜膜、铜膜图像和铜膜空心球[A];2005年中国科协学术年会论文集第8分会场光固化与数字成像技术及其应用论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 ;经表面加工的电沉积铜箔及其制造方法和用途[N];中国有色金属报;2003年
2 ;电沉积铜箔及其制造方法[N];中国有色金属报;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李富宇;离子液体电沉积锌镍及锌镁合金的研究[D];昆明理工大学;2015年
2 介亚菲;离子液体电沉积Ni-Fe及Ni-Ti合金的研究[D];昆明理工大学;2015年
3 邱圆;离子液体中电沉积稀土金属镧的研究[D];北京有色金属研究总院;2015年
4 朱一鸣;金铂合金的磁电沉积及其在锂空气电池中的催化性能[D];哈尔滨工业大学;2015年
5 冷明浩;离子液体电沉积铝微观形貌研究[D];沈阳师范大学;2015年
6 翁家峰;室温离子液体中电沉积银的研究[D];昆明理工大学;2010年
7 赵夕;格氏试剂溶液中镁电沉积行为的研究[D];天津大学;2010年
8 王辉;稀土发光材料的电沉积制备及其光学性能研究[D];浙江大学;2012年
9 葛志伟;离子液体的微波合成及铝、铝锌合金的电沉积应用[D];山东理工大学;2011年
10 刘强;电沉积制备有序结构的纳/微米功能材料[D];浙江大学;2007年
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