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离子液体电沉积铝添加剂的研究进展

2021-04-07彭冬张晶张敏丛大龙陈海涛宋凯强李忠盛

表面技术 2021年3期

彭冬,张晶,张敏,丛大龙,陈海涛,宋凯强,李忠盛

(1.西南技术工程研究所,重庆 400039;2.陆军装备部驻重庆地区军事代表局驻重庆地区第六军事代表室,重庆 400039)

铝(Al)除了具有良好的导电性、导热性、低密度性、高延展性等特性外,在多种介质中,表层的Al 都能被氧化而形成一层薄薄的天然耐腐蚀氧化物稳定层(Al2O3),对基体起到保护作用[1]。同时,Al沉积层绿色环保无毒,且具有金属光泽,是替代有毒Cr 沉积层等传统耐蚀镀层的理想选择之一[2]。因此,Al 沉积层被普遍应用于汽车、航空、家用电器和电子设备等方面[3-4]。目前,电沉积、气相沉积、热浸渍和热喷涂等几种方法已经被开发用于制备Al 沉积层[5-8]。与其他方法相比,电沉积具有操作条件温和、沉积层厚度可控、晶粒尺寸可控、对基体损伤小、适合各种基材形状及内表面沉积等优点,是一种备受青睐的制备Al 沉积层的方法[8]。

与普通氢电极相比,Al 具有较负的标准电极电位(−1.67(vs. NHE) V),在水溶液中电沉积会发生析氢反应,且极易在表面形成钝化氧化层,这使得电沉积Al 在水溶液中无法实现,只能在非水介质中进行[9-10]。目前研究开发的非水介质,包括有机溶剂、无机熔盐和离子液体,在用于电沉积Al 方面均取得了一定进展[11]。但是,有机溶剂存在化学窗口窄、电导率低、挥发性强、易燃烧、环境污染大等缺点,无机熔盐存在操作温度高、蒸气压较高、能耗大、设备腐蚀快、环境污染大等不足。相比之下,离子液体作为一种新型的室温电解质,具有蒸气压低、挥发性小、电化学窗口宽等优点,是一种绿色介质[12-13]。……

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