Reline离子液体中AZ31镁合金表面电沉积铝及其耐蚀性研究
Reline离子液体中AZ31镁合金表面电沉积铝及其耐蚀性研究镁合金由于其低密度,高的比强度,优异的导热性及电磁屏蔽性等一系列优点,广泛应用于电子产品及交通行业等各方面。但镁合金耐蚀性能较差,电化学活性高,使其在工业应用中受到了很大的限制。提高镁合金的耐蚀性成为当前很多学者关注的热点。
电沉积可以有效地提高镁合金表面的耐腐蚀性,从而避免腐蚀的进一步发生。本研究在含AlCl3的氯化胆碱-尿素Reline离子液体中,恒温恒电流电沉积制备出不同沉积时间的镀铝AZ31镁合金。随后利用OM,SEM以及EDS等检测手段对电沉积前后镁合金样品表面的微观组织形貌以及相组成进行观察和分析,对比不同时间电沉积铝对镁合金表面形貌的影响;利用循环伏安法和计时电
流法等电化学分析方法对电沉积过程中溶液中的铝离子的形核及生长行为进行
了分析,并且计算了生长过程中铝离子在溶液中的扩散系数以及电沉积后期铝原子在镁合金表面的扩散系数;对比了不同沉积时间下镁合金表面镀层的厚度;并
利用开路电位法,动电位扫描法以及电化学交流阻抗法来对比研究未镀铝镁合金和不同沉积时间下的镀铝镁合金在3.5 wt.%NaCl溶液中的腐蚀行为,观察其电化学腐蚀形貌,分析了不同沉积时间下的铝镀层对AZ31镁合金的保护机制。
本研究的结论如下:1.在2:1的氯化胆碱-尿素溶液中加入一定质量的六水
合三氯化铝后,当温度为70℃,电流密度为1 mA/cm2时,电沉积不同的时间后,成功得到了镀铝镁合金;2.对镁合金电极在沉积电解液中以不同的扫
描速率对其进行循环伏安扫描,发现其阴极峰电流与扫描速率的开平方成线性关系,这说明铝离子的还原过程受扩散控制,计算得出铝原子在溶液中的扩散系数
为1.773×10-1010 cm2/s;3.对不同电位下的计时电流
曲线进行分析后,发现铝离子在电极上的形核方式为先连续形核,后瞬时形核,且均为三维生长;4.观察不同沉积时间的镀铝镁合金的表面形貌发现,沉积1 h的表面存在一层薄膜状铝层附着在镁合金表面,随后随着沉积时间的延长,基体表面的铝原子向合适的生长点发生扩散,当沉积时间为2 h时,沉积形貌呈颗粒状分布,而当沉积时间为3 h时,沉积形貌不仅存在更加立体的颗粒,而且颗粒与颗粒之间存在因原子扩散产生的片层状的铝;5.根据沉积形貌统计了沉积颗粒的粒径分布,发现基体表面颗粒大小分布均匀,基本呈现正态分布,研究了电沉积过程的铝离子扩散动力学过程,并建立了其生长模型;进一步计算得到2 h,3 h铝原子的扩散系数的数量级均为10-1111 cm2/s;6.在3.5 wt.%NaCl 溶液中的开路曲线和极化曲线的测试结果表明,电沉积铝之后镁合金的腐蚀电位比纯镁合金更正,说明铝镀层对镁合金基体起到了保护作用;交流阻抗谱图发现,铝镀层试样的极化电阻均大于AZ31镁合金基体,其中沉积3 h的极化电阻比镁基体增加了2.3倍左右,为镁基体很好的提供了腐蚀阻力。7.观察腐蚀形貌发现,当形成颗粒状铝镀层,且颗粒与颗粒之间有片状铝存在时,镀层对基体的保护性最好,腐蚀形貌破坏最弱。
多孔阳极氧化铝为模板电沉积制备纳米线的研究进展_倪似愚
多孔阳极氧化铝为模板电沉积制备 纳米线的研究进展 倪似愚1郑国渠2曹华珍2郑华均2张九渊2 (1.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海200050;2.浙江工业大学材料科学与工程研究所,浙江杭州310032) 摘要:多孔阳极氧化铝为模板制备纳米结构材料具有独特的优越性,颇受人们的关注,近年来获得了深入的研究.介绍了以多孔阳极氧化铝为模板采用电化学沉积方法制备各种有序纳米线阵列结构材料的最新研究进展,其中包括多孔氧化铝模板的制备和电沉积制备纳米材料的工艺及方法,同时展望了纳米线作为功能材料的应用前景. 关键词:金属材料;模板;多孔氧化铝;纳米线;电沉积 中图分类号:TG174.451文献标识码:A文章编号:1001-7119(2003)06-0466-04 Research development of nano-wires fabrication by electrochemical deposition into porous anodic alumina NI Si-yu1Z HE NG Guo-qu2C AO Hua-zheng2Z HE NG Hua-jun2Z HANG Jiu-yuan2 (1.Shanghai Ins ti tute of Ceramics,Chanese Acade my of Sciences,Shanghai200050,China; 2.Ins ti tute of Material Science and Engineering,Zhejiang Uni versity of Technology,Hangz hou310032,China) Abstract:Alumina template-synthesized nanostructured mater ial has uniq ue property,which is very attractive and has been re-searched deeply in recent years.In this paper,the latest research progress in the fabrication of various ordeded nano-wire arrays materials by electrodeposi ting into template-porous anodic aluminum,includi ng the preparation of alumina-template,electrochemical technology process and methods,is reviewed.the application prospects of nano-wire for functional materials are also discussed. Key words:metal material;template;porous alu mina;nano-wire;electrodeposition 0前言 自1970年G.E.Possin首次提出利用多孔膜作为模板制备纳米纤维材料以来[1],利用模板法已制备了一系列的纳米结构材料.由于模板合成法制备纳米结构材料具有独特的优点[2]而引起了凝聚态物理界、化学界及材料科学界科学家们的关注,近年来成为纳米材料研究的一个热点.用作模板的材料主要有两种:一种是径迹蚀刻(track-etch)聚合物膜;另一种是多孔阳极氧化铝膜.相对于聚合物模板,氧化铝模板具有较好的化学稳定性、热稳定性和绝缘性,且采用阳极氧化法生长的有序纳米多孔氧化铝膜制备纳米材料,方法简单、可行性强.当然,模板在制备过程中仅起到模具作用,纳米材料仍然要利用常规的化学反应来制备,如电化学沉积[3,4]、化学镀[5]、溶胶-凝胶沉积[6]、化学气相沉积法[7]等.电化学沉积作为一种传统的材料制备方法,其优点是显而易见的:1工艺简单,技术灵活,容易控制金属离子的沉积量,便于实现工业化生 Vol.19No.6 Nov.2003 科技通报 B ULLETIN OF SCIENCE AND TE C HNOLOGY 第19卷第6期 2003年11月 收稿日期:2002-11-11 基金项目:浙江省自然科学基金资助项目(501071) 作者简介:倪似愚,女,1976年生,安徽淮南人,博士研究生.
6061铝合金
1.1 引言 6061铝合金是一种典型的可变形热处理铝合金, 具有良好的综合性能, 其成形方式主要为锻造成形, 其锻件被广泛地应用于汽车、摩托车和游艇上。目前, 有关6061 铝合金材料的高温力学参数较少, 给该材料的高温性能研究带来了许多困难。本文采用热压缩模拟试验, 根据所得数据, 确定了6061 铝合金的材料常数, 即激活能Q、应力指数n、应力水平参数A和结构因子A 等。本文通过研究6061合金在不同退火处理条件下，对其微观组织的影响。 1.2铝概述 铝是地壳中分布最广、储量最多的金属元素之一，约占地壳总质量的8.2%，仅次于氧和硅，比铁（约占5.1%）、镁（约占2.1%）和钛（约占0.6%）的总和还多。它的化学元素符号为AL，在元素周期表中属第三主族，相对原子质量为26.9815，面心立方晶系，常见化合价为+3价。 我国拥有发展铝工业的优越条件，铝土矿储量丰富，可供开发电容量3.8×108kW，动力煤储量3300亿吨，以及十分充裕的劳动力后备军，资源居世界前列。铝加工业包括铝加工的熔炼和铸造，铝及铝合金板、带、条、箔材，管、棒、型、线材，锻材和模锻件，粉材以及深加工产品的生产与经营，是一个涉及面很广、对国防军工现代化、国民经济发展和人民生活水平提高有重大影响的行业，是一个技术含量和附加值很高的产业。铝加工是整个铝业产业链条中最强的一环。世界铝及铝加工产业发展很快，已具有相当规模，中国已成为铝业打过，但还不是铝业强国，而且产品的比例仍不够协调，需要加大产品结构调整力度。中国铝业的年增长速度大大高于世界各国，在不久的将来，中国会很快赶上世界先进水平。除了进口一部分特殊管材、型材和棒材及特殊板、带、箔等工业用材外，建筑型材和铝箔已大批出口，成为净出口国。由此可见，我国铝加工的产业结构和产品结构是极不合理的，需要大力调整。另外铝加工装备的整体水平还不高，技术自主开发能力还不够强，与国外相比差距较大。我国已引进了大批的关键设备和技术，但是要想彻底改变铝板、带、箔的产量、消费量少于挤压材的产量、消费量；大中型工业型材少于建筑型材；高档产品少于中、低档产品；大中型现代化铝加工装备少于小型的、落后的铝加工装备的局面尚有大量工作要做。我国目前铝加工产业的发展特点有：1、铝加工企业正处于在大改组、大合并、
铝合金型号的特性
1×××系铝及铝合金 标准：GB/T3190-1996 特性及适用范围： 1XXX系列为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好 的焊接性和导电性.1XXX系列铝合金广泛应用于对强度要求不高的产品,如化工仪器、薄 板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器具等。 1XXX纯铝应用较为广泛的牌号：1050、1060、1070、1100等。 2×××系列铝铜合金 标准：GB/T3190-1996 特性及适用范围： 2XXX系列为铝－铜－镁系中的典型硬铝合金，其成份比较合理，综合性能较好。很多国 家都生产这个合金，是硬铝中用量最大的。 该合金的特点是：强度高，有一定的耐热性，可用作150°C以下的工作零件。温度高于125°C，2XXX系列合金的强度比7075合金的还高。热状态、退火和新淬火状态下成形 性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护；焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。广 泛用于飞机结构、铆钉、卡车轮。 2XXX系铝铜合金用途 由于有高强度和好疲劳强度，被广泛应用在航空器结构上，尤其是机翼与机身结构 下的受到张力的地方。 2XXX系列硬铝应用较为广泛的牌号：2024(2A12)、L Y12、L Y11、2A11、2A14（LD10）、2017、2A17等。 6×××系铝硅合金 标准：GB/T3190-1996 特性及适用范围： 6XXX系列属热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性和，同时 具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性. 6XXX系列铝合金的主要合金元素是镁与硅AlMgSi1Cu，并形成Mg2Si相。若含有一定量的 锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不 使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。 6061-T651是6XXX系列合金中主要合金,是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优 良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及 易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 6XXX铝硅合金应用较为广泛的牌号：6082、6063（LD31）、6061（LD30）、6A02等。
离子液体
离子液体在有色金属湿法冶金中的应用 摘要：绿色试剂----离子液体在有色金属的萃取和分离方面已有很重要的应 用。本文从全新的应用观点出发，综述了离子液体对有色金属的萃取和分离的基础研究和应用研究，具体包括：金属和金属氧化物的溶解和腐蚀，黄铜矿和金属氧化物矿的湿法冶金以及金属离子的萃取和分离。 关键词：离子液体；湿法冶金；有色金属；金属氧化物；矿物处理；金属离子的萃取和分离 1.介绍 有色金属是重要的战略资源并有着广泛的工业应用，比如工业设备，医疗，运输业，能源，建造业，汽车，飞机，电子设备以及包装材料。大多数的有色金属是通过湿法冶金工业来获得。比如，酸和碱主要用于溶解金属氧化物，硫化物或硅酸盐。电解和溶剂萃取频繁用于回收金属和富集金属。有限数目的高温熔融盐也被广泛应用于难熔金属的回收。像钛和铝就来自于钛矿和铝矿[1]。近年来，有色金属工业在快速地发展并取得了明显的进步。然而，从天然矿石中得到的有色金属的生产一般来说是耗能高，耗酸多，环境污染大以及腐蚀严重。进一步说，矿石需要从富含量少，档次低或地质复杂地段并正在逐渐开采殆尽的高品质矿体中来。因此，以减少能源消耗，降低投资成本和减少温室气体排放的高效低温环境友好型的金属处理技术的发展是当务之急[2]。近年，由于离子液体的低毒性以及对环境几乎没有影响，因此被认为是最有希望的候选者。离子液体作为溶剂在冶金矿石中的应用可以为环保敏感的媒体提供一种潜在性以及为湿法冶金工艺提供替代方案。 离子液体（ILs）也叫做室温离子液体（RILS）以及常温熔融盐。离子液体在常温下为液态[3]，是完全由有机阳离子和无机（或有机）阴离子组成。离子液体有许多有趣的物理性质，这些性质引起了许多化学家的基本兴趣。由于在离子液体中进行的热力学和动力学反应不同于在传统的溶剂分子中进行的这两种反应，就我们现阶段所掌握的化学知识来说，化学是不断变化发展的并且是不可预测的。离子液体已被成功广泛地应用于材料的合成和制备，催化剂，金属的电沉积以及燃料电池[4-6]。离子液体在溶剂和电化学方面的应用[4-6]具有以下几点普性：1）非可燃性并且有非常低（或可忽略）的蒸汽压。非可燃性的离子液体用作放热反应的溶剂特别有价值。忽略不计的蒸汽压意味着溶剂的挥发性可被忽略，并减少了对呼吸防护系统和排气系统的需要。利用蒸汽压低的性质可以用于高真空系统和产物与副产物的蒸馏与升华，而这些用传统的低沸点的有机溶剂是做不到的。2）离子液体可以溶解广泛范围的无机和有机化合物。对于将不同组成的试剂溶解到相同相是重要的应用。3）具有广泛的液体范围和热稳定性，可以使之加宽温度范围并且相对于通过使用传统的分子溶剂和电解质系统达到的化学或电化学过程的动力控制来说，这可以使得动力控制更巨大。并且这个性质也用于依赖于温度的分离技术，比如萃取，沉淀或结晶。4）更低的熔点，空气和水的稳定性也增加了电化学的反应范围。5）宽广的电化学窗口，强的电化学
全面解读八大系列铝及铝合金特性
全面解读八大系列铝及铝合金特性 铝材的比重较轻，在成型时的回弹较小，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，产品成形较复杂时，较不锈钢更易控制，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，且目前铝材的表面处理工艺阳极氧化、拉丝、喷砂等已经很成熟，铝材在手机上的使用也非常的多。 根据铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金，铝及铝合金的编号主要分为八个系列。 合金牌号表示方法 国际牌号(用四位阿拉伯数字,现常用表示方法): 1XXX 表示为99%以上的纯铝系列,如1050、1100 2XXX 表示是铝-铜合金系列,如2014 3XXX 表示是铝-锰合金系列,如3003 4XXX 表示是铝-硅合金系列,如4032 5XXX 表示是铝-镁合金系列,如5052 6XXX 表示是铝-镁-硅合金系列,如6061、6063 7XXX 表示是铝-锌合金系列如7001 8XXX 表示是上述以外的合金体系 一系 在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列，纯度可以达到99.00%以上。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。 一系的铝成形性、表面处理性良好，在铝合金中其耐蚀性最佳。其强度较低，纯度愈高其强度愈低。
手机上常用的到的有1050、1070、1080、1085、1100，做简单挤压成型（不做折弯），其中1050和1100可以做化学打沙、光面、雾面，法线效果,有较明显的材料纹路，着色效果好；1080和1085镜面铝常用来做亮字、雾面效果，无明显材料纹路。 一系的铝材都相对较软，主要用来做装饰件或内饰件。 二系 特点是硬度较高，但耐蚀性不佳，其中以铜原属含量最高，2000系列铝合金代表2024、2A16、2A02。2000系列铝板的含铜量在3-5%左右。 2000系列铝棒属于航空铝材，作为构造用材使用，目前在常规工业中不常应用。
离子液体在金属电解中的应用
离子液体在金属电解中的应用 目前，如何在获得高质量金属的同时消除电沉积液对环境的危害已成为绿色电化学和环保工业亟待解决的问题，而离子液体的出现使之成为可能。这类液体具有许多独特的性质：蒸汽压低至可以忽略不计、无色无臭、不挥发、不易燃、具有较宽的液态温度范围(-96～400℃)和良好的化学稳定性及导电性、易通过简单的物理方法再生并可循环重复使用、易回收、不易造成环境污染等[1,2]。 离子液体融合了高温熔盐和水溶液的优点：具有较宽的电化学窗口，在室温下即可得到在高温熔盐中才能电沉积得到的金属和合金[3]，但没有高温熔盐那样的强腐蚀性；同时，在离子液体中还可电沉积得到大多数能在水溶液中得到的金属，并且没有副反应，因而得到的金属质量更好。特别是对诸如硅、锗、铝和钛等很难在水溶液中电沉积得到的金属更是如此。离子液体的上述特性及其良好的电导率(通常10-3～10-2Ω-1·cm-1)使之成为电沉积研究中的崭新液体。 1 离子液体简介 离子液体是仅由离子组成的一类新型液体。虽然高温熔盐也符合此定义，但文献中通常把熔点低于100℃的熔盐称作室温离子液体。离子液体大致可分为三类：(1)AlCl3 分别和氯化丁基吡啶([BP]Cl)、氯化1-乙基-3-甲基咪唑([EMIm]Cl)、氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIm]Cl)等组成的混合液；(2)由(1)中的阳离子和BF4-、PF6-和SbF6-等阴离子组成的液体；(3)由(1)中的阳离子和[CF3SO3]-、[(CF3SO2)2N]-等阴离子组成的体系。 第一类离子液体的路易斯酸性可通过改变有机盐和AlCl3 的相对摩尔含量来控制：AlCl3 过量时呈酸性；有机盐过量时呈碱性；各占50%时呈路易斯中性。在电沉积金属过程中，这类液体会出现局部酸碱性变化。例如，在还原AlCl3 时，每生成一个Al 原子就伴随释放出三个Cl-离子，从而使局部酸性降低。而酸碱性的变化将导致金属离子生成不同的物质(例如Ag+在酸性环境下是裸离子，而在碱性环境下则和Cl-结合)，因此通常需用NaCl 作缓冲剂。这类液体的电化学窗口范围一般为2～4V，但由于AlCl3 极易吸水因而只能在干燥条件下使用。 第二类离子液体呈路易斯中性，这是由于咪唑类阳离子呈弱酸性，而与之配对的阴离子则呈弱碱性。这类液体的电化学窗口通常高于4V，但不足之处是其阴离子容易和AlCl3 等强路易斯酸性物质发生反应。例如，PF6-遇AlCl3 即生成PF5 气体和氟氯铝酸盐，而遇水则发生部分水解并生成一定量的HF。 第三类离子液体因其阴离子上的氧和氟均有较强的结合力而相对比较稳定，其电化学窗口很容易超过4V。 2 离子液体的理化性能
铝及铝合金的钝化
铝及铝合金的钝化 深圳雷邦磷化液工程部编辑 摘要：铝及铝合金工件，无论是化学氧化或阳极氧化得到的氧化膜都是多孔的，易污染的，抗蚀性亦差，即令膜染色后亦应进行钝化戍封闭处理，以提高其耐蚀性。 一、铝及铝合金化学氧化后钝化 铝及铝合金工件化学氧化膜钝化处理见表1。 表1 铝及铝合金化学氧化后钝化液配方及工艺条件 铝及铝合金阳极氧化后钝化膜处理见表2 三、铝及铝合金氧化膜封闭处理 1. 热水封闭 (1)原理 氧化膜表面和孔壁的Al2O3在热水(温度大于80℃)中发生水合反应，生成水合氧化铝，令氧化膜体积膨胀(膨胀率33%～100%)，由于膜膨胀而使孔径变小最终封闭。反应式为: Al2O3 + H2O →2AlO(OH) →Al2O3 ·H2O 热水用蒸馏水或去离子水，不用自来水，因自来水易生水垢吸附于孔中令膜透明度下降。普通自来水中的Cl-、SO42+、PO43-、Cu2+均有封孔，因而有害。 (2)工艺 温度：95～100℃。 pH值：5. 5～6 (用乙酸调节)。 时间：10～30min。 2. 蒸汽封闭 (1)原理与热水封闭相同。 (2)特点封闭速度快，不受pH值影响，膜的耐蚀性高。在着色孔封闭时，染料损失比热水封闭时少。缺点是:压力容器费用高;大型工件封闭，不能连续操作，厚氧化膜处理时易破裂，成本较高。 (3)工艺
温度:100～110℃。 压力:0. 05～0. 1 MPa。 时间(按膜厚度计):4～5min/μm。 3金属盐封闭 将阳极氧化膜浸在金属盐溶液中进行封闭，称为金属盐封闭。所用金属盐有铁、钻、镍、辐、锌、铜、铝等醋酸盐，硝酸盐，硫酸盐。其封孔机理是:金属盐水溶液进人阳极氧化膜微细孔发生水解，产生氢氧化物沉淀，将孔封闭，目前常用有重铬酸盐封闭及水解盐封闭。 (1)重铬酸盐封闭 ①原理在重铬酸盐水溶液中，氧化吸附了重铬酸盐后发生化学反应，生成碱式铬酸铝[Al(OH)CrO4]和重铬酸铝[Al(OH)Cr2O7]，这些生成物填充进膜孔隙，从而起到封孔作用。 ②溶液配方及工艺条件见表3. a. 工件要求封闭处理前，工件一定要清洗干净，以免将酸带入封闭槽中。此外，应防止工件与槽接触，以免破坏氧化膜。 b. 二对封闭液中杂质进行限制当SO42+ > 0. 2g/L时，可加人适量铬酸钙(CaCrO4)沉淀过滤排除，否则会令封闭工件色变淡且发白;当SO42+ > 0.02g/L时，可添加硫酸铝钾[K2Al2(SO4)4.24H2O]0.1～0.15g/L，否则会令封闭工件发白，耐蚀性下降。当C l- > 1.5 g/L时，封闭液需稀释或更换，否则会对工件氧化膜产生腐蚀。 (2)水解盐类封闭 ①原理利用金属盐被氧化膜吸附后，发生水解作用，生成氢氧化物沉淀，填充在孔隙内，达到封闭目的。常用金属盐有Co、Ni盐类，反应式为： NiSO4 + 2H2O →Ni(OH)2↓+ H2SO4 封孔过程如下。 a. 水合过程产物(透明物)将孔封住。 b. 加水分解。在微孔中产生氢氧化物沉淀。 c. 这些沉淀物与染料分子发生化学反应，形成金属铬合物。 ②水解盐封闭溶液配方及工艺条件见表4。
铝合金6061调研报告
铝合金选材技术报告 一．1-8系列铝合金用途介绍: 1×××系列铝板材 1×××系列铝板材：代表 1050、1060、1100。在所有系列中1×××系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(GB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。 2×××系列铝板材 2×××系列铝板材：代表2A16（LY16）、2A06（LY6）。2×××系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。2×××系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。我国目前生产2×××系列铝板的厂家较少。质量还无法与国外相比。目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。随着我国航空航天事业的发展，2×××系列的铝板生产技术将进一步提高。 3×××系列铝板材 3×××系列铝板材：代表3003、 3004、 3A21为主。又可以称为防锈铝板。我国3×××系列铝板生产工艺较为优秀。3×××系列铝板是由锰元素为主要成分，含量在 1.0-1.5%之间。是一款防锈功能较好的系列。常规应用在空调，冰箱，车底等潮湿环境中，价格高于1×××系列，是一款较为常用的合金系列。4×××系列铝板材 4×××系列铝板材：代表为4A01。 4×××系列的铝板属于含硅量较高的系列。通常硅含量在 4.5-6.0%之间。属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料;低熔点,耐蚀性好产品描述:具有耐热、耐磨的特性。 5×××系列铝板材 5×××系列铝板材：代表5052、5005、5083、5A05系列。5×××系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.故常用在航空方面，比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧，属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。在我国5×××系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。 6×××系列铝板材 6×××系列铝板材：代表6061。主要含有镁和硅两种元素，故集中了4×××系列和5×××系列的优点，6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。可以用于低压武器和飞机接头上。 7×××系列铝板材 7×××系列铝板材：代表7075 。主要含有锌元素。也属于航空系列，是铝镁锌铜合金,可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.7075铝板是经消
纯铝和铝合金的特性
铝目前是电子散热器使用最广泛的材料。铝的特性非常适合于制造散热器。导热性能好，价格便宜。 下面介绍一下散热行业所使用的纯铝和铝合金的特性， 一、纯铝：密度：铝是一种很轻的金属，密度为2.71克/厘米3，约为纯铜的1/3。 导电导热性：铝的导热及导电性能好，当铝的截面和长度与铜相同时，铝的导电能力约为铜的61%，如果铝与铜的重量相同尔截面不同(长度相等)，则铝的导电能力为铜的200%。 化学特性：抗大气腐朽性能好，因为其表面易形成致密的氧化铝膜，能阻止内部金属的进一步氧化，铝与浓硝酸、有机酸及食品基本不起反应。铝呈面心立方结构，工业用纯铝塑性极高(ψ=80%),很容易承受各种成型工艺，但其强度过低，σb约为69Mpa,故纯铝只能通过冷变形强化或合金化来提高其强度后，才可以作为结构材料; 铝是非磁性，无火花材料，且反射性能好，既能反射可见光，也能反射紫外线;铝中的杂质为硅和铁，当杂质含量越高时，其导电性，抗腐蚀性及塑性越低; 二、铝合金：如果在铝中加入适量的某些合金元素，再经过冷加工或者热处理，可以大幅度的改善某些特性，铝中最常用的合金元素为铜、镁、硅、锰、锌，这些元素有时单独加入，有时配合加入，除了上述元素外，有时还加入微量的钛、硼、铬等。根据铝合金的成分及生产工艺特点，可以分为铸造铝合金及形变铝合金两类。形变铝合金：这类铝合金通常通过热态或冷态的压力加工，即经过轧制，挤压等工序，制成板
材、管材、棒材以及各种型材使用，这类合金要求具有相当高的塑性，故合金含量较少。铸造铝合金则是将液态金属直接浇注在砂型中，制成各种形状复杂的零件，对这类合金要求具有良好的铸造性，即良好的流动性，合金含量少时，适宜做形变铝合金，合金含量多时，做铸造铝合金。铝合金的弹性模量小，仅相当于钢材的1/3，即在相同的截面下，加以相同的载荷，铝合金的弹性变形是钢的3倍，承受力不强，但抗震性能好。铝合金的硬度范围(包括退火和时效硬化状态)为20~120HB。 最硬的铝合金比钢材还软。铝合金的抗拉强度极限为90Mpa(纯铝)到600Mpa(超硬铝)， 与钢材相比差距较大。铝合金的熔点较低(一般在600℃左右，钢在1450℃左右)。铝合金在常温及高温下均具有优良的塑性，可以采用挤压法制成截面形状极为复杂、而且壁薄、尺寸精度高的结构零件。铝合金除有适宜的机械性能之外，还具有优良的耐腐蚀，导热导电及拋旋光性能。 （信义通铝业提供）
铝合金防护
一．引言 1.1 金属防腐蚀的重要意义 金属材料是现代最重要的工程材料，人类社会的文明和发展与金属材料的使用、发展与进步有着极为密切的联系。 但是金属材料及其制品会受到各种不同形式的损坏，其中最重要、最常见的损坏形式腐蚀。金属腐蚀问题存在于国民经济的各个领域，而且随着经济建设和科学技术的 发展，腐蚀的危害越来越严重，对于国民经济的发展的制约作用越来越突出。使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。据统计，人们每年冶炼出来的金属约有1/10 被腐蚀破坏， 相当于每年约有1/10 的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功；而1/10 被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏，其损失要远远大于金属本身的价值。据美国国家标准局(NBS)调查， 1975 年美国因腐蚀造成的损失高达700 亿美元，即当年国民经济总产值(GNP)的4.2%;《光明日报》1999 年 1 月20 日报道，1997 年因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800 亿人民币。 以上所说仅就经济损失而言，在有些领域，尤其在化学工业、石油化工、原子能等工业中，由于金属材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏，不仅造成大量的、宝贵而有限的资源与能源的严重浪费， 还能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境，危害人民的健康，有的甚至会长期造成严重的后果；而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全；
许多局部腐蚀引起的事故，如氧脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故，往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果，在一定程度上威胁着人类的生存与发展，所以对于金属腐蚀问题的研究显得尤为 重要。 1.2 铝合金及其腐蚀机理 铝合金是近代发展起来的一类重要的金属材料。铝合金具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空 航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。但是铝合金与其他金属一样，也面临着严重的腐蚀问题。虽然在自然条件下，铝合金表面容易形成一层厚约 4 nm 的自然氧化膜，但是这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差，难以抵抗恶劣环境的腐蚀的。为了解决上述问题，有必要对铝合金的腐蚀机理有所了解。一般而言，金属在满足以下 5 个基本条件下 就会受到腐蚀:(1)阳极;(2)阴极;(3)阴一阳之间存在着连续接触;(4)电解质溶液;(5)阴极反应物(如氧气、水或氢气)。铝合金的腐蚀电化学反应为：Al A l3++ 3e( 1) O2 + 2H20 + 4 e 4 0H (中性/碱性) (2) + 2H + 2 e H 2（g）(酸性) (3) 由于原电池作用加速了铝腐蚀，有机或无机阻隔层和钝化剂可避免合金与电解质接触而发生阴极反应，与此同时也抑制腐蚀电子向金属界面的 传导;另外钝化剂(如铬酸盐)形成的不溶性氧化物沉积在受腐点，使活性腐蚀点(如晶界、晶族、凹坑、沉淀析出处)减少，从而阻挡水、
电沉积镍(电流密度)
学号14091700375 题目：镍电沉积实验 作者XX级别2009 级 系别化学化工专业化学师范指导教师XXX 完成时间2012 年6 月1日
创新性实验——镍电沉积实验 摘要：电沉积镍的效果与溶液中镍离子的浓度、添加剂与缓冲剂的种类和浓度、pH、温度及所使用的电流密度、搅拌情况等因素有关。本实验通过研究5～10 A/dm2电流密度范围内的电流效率，发现当电流密度为8.3 A/dm2左右时，电沉积镍的电流效率最高，达到66.9%。 关键词：电沉积镍；电流密度；电流效率 Abstract Electrodeposition of nickel depend on the nickel ion concentration in the solution, the type and concentration of additives and buffer, pH, temperature and the use of current density, agitation and other factors. Through the study of 5～10 A/dm2 current density within the current efficiency, found that when the current density is about 8.3A/dm2, nickel electrodeposition current efficiency is the highest, reaching 66.9%. Keywords：Electrodeposition of nickel；Current density；Current efficiency 前言 电沉积镍，可以改变基底表面的特性，改善基底材料的外观、耐腐蚀性和耐磨损性。 电沉积镍过程的主要反应为： 阴极：Ni 2+ + 2e = Ni 阳极：Ni +2e = Ni2+ 溶液中镍离子的浓度、添加剂与缓冲剂的种类和浓度、pH、温度及所使用的电流密度、搅拌情况等都能够影响电沉积的效果。研究这些因素对电沉积镍的影响，可以找到电沉积镍的最佳工艺条件。不但具有很好的理论意义，更对将来应用于实际生产有很大的帮助。本实验重点研究了电流密度这一因素对电沉积镍的影响。 一、实验部分 1、实验目的 1）．熟悉电沉积的基本操作与原理。 2）．试验并了解添加剂糖精、苯亚磺酸钠、镍光亮剂XNF和十二烷基硫酸钠对电沉积光亮镍的影响。 电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积一层具有所需形态和性能
铝合金技术参数
理论上是2.7，要看成型方法i: 压铸的2.6-2.63 左右，挤压的2.68-2.7，锻造的2.69-2.72 铝合金的典型机械性能(Typical Mechanical Properties) 铝合金牌号及状态拉伸强度 (25°C MPa) 屈服强度 (25°C MPa) 硬度500kg 力10mm球 延伸率1.6mm(1/16in)厚 度 5052-H1121751956012 5083-H1121802116514 6061-T6513102769512 7050-T745151045513510 7075-T65157250315011 2024-T35147032512020 铝合金的典型物理性能(Typical Physical Properties) 铝合金牌号及状态热膨胀系数 (20-100℃) μm/m·k 熔点范围 (℃) 电导率 20℃(68℉) (%IACS) 电阻率 20℃(68℉) Ωmm2/m 密度 (20℃)(g/cm3) 2024-T35123.2500-635300.058 2.82 5052-H11223.8607-650350.050 2.72 5083-H11223.4570-640290.059 2.72 6061-T65123.6580-650430.040 2.73 7050-T745123.5490-630410.0415 2.82 7075-T65123.6475-635330.0515 2.82 铝合金的化学成份(Chemical Composition Limit Of Aluminum ) 合 金牌号硅 Si 铁 Fe 铜Cu锰Mn镁Mg铬Cr锌Zn 钛 Ti 其它铝 每 个 合 计 最小 值 202 423. 2 0.5 3.8-4.9 0.3-0. 9 1.2-1. 8 0.10.25 0.1 5 0.0 5 0.1 5 余量 505 2250.40.10.1 2.2-2. 8 0.15-0.3 5 0.1-- 0.0 5 0.1 5 余量 508 323. 8 0.40.1 0.3-1. 4.0-4. 9 0.05-0.2 5 0.25 0.1 5 0.0 5 0.1 5 余量
铝合金的腐蚀与防护
一．引言 1.1金属防腐蚀的重要意义 金属材料是现代最重要的工程材料，人类社会的文明和发展与金属材料的使用、发展与进步有着极为密切的联系。但是金属材料及其制品会受到各种不同形式的损坏，其中最重要、最常见的损坏形式腐蚀。 金属腐蚀问题存在于国民经济的各个领域，而且随着经济建设和科学技术的发展，腐蚀的危害越来越严重，对于国民经济的发展的制约作用越来越突出。使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。据统计，人们每年冶炼出来的金属约有1/10被腐蚀破坏，相当于每年约有1/10 的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功；而1/10 被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏，其损失要远远大于金属本身的价值。据美国国家标准局(NBS)调查，1975年美国因腐蚀造成的损失高达700亿美元，即当年国民经济总产值(GNP)的4.2%;《光明日报》1999年1月20日报道，1997年因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800亿人民币。 以上所说仅就经济损失而言，在有些领域，尤其在化学工业、石油化工、原子能等工业中，由于金属材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏，不仅造成大量的、宝贵而有限的资源与能源的严重浪费，还能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境，危害人民的健康，有的甚至会长期造成严重的后果；而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全；许多局部腐蚀引起的事故，如氧脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故，往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果，在一定程度上威胁着人类的生存与发展，所以对于金属腐蚀问题的研究显得尤为重要。 1.2铝合金及其腐蚀机理 铝合金是近代发展起来的一类重要的金属材料。铝合金具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。但是铝合金与其他金属一样，也面临着严重的腐蚀问题。虽然在自然条件下，铝合金表面容易形成一层厚约4 nm 的自然氧化膜，但是这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差，难以抵抗恶劣环境的腐蚀的。 为了解决上述问题，有必要对铝合金的腐蚀机理有所了解。一般而言，金属在满足以下5个基本条件下就会受到腐蚀:(1)阳极;(2)阴极;(3)阴一阳之间存在着连续接触;(4)电解质溶液;(5)阴极反应物(如氧气、水或氢气)。 铝合金的腐蚀电化学反应为： Al 3++ 3e-( 1) O2 + 2H20 + 4 e - -(中性/碱性) (2) 2H ++ 2 e-H 2（g）(酸性) (3) 由于原电池作用加速了铝腐蚀，有机或无机阻隔层和钝化剂可避免合金与电解质接触而发生阴极反应，与此同时也抑制腐蚀电子向金属界面的传导;另外钝化剂(如铬酸盐)形成的不溶性氧化物沉积在受腐点，使活性腐蚀点(如晶界、晶族、凹坑、沉淀析出处)减少，从而阻挡水、氧或电解质的进一步渗透，降低腐蚀速率。
Reline离子液体中AZ31镁合金表面电沉积铝及其耐蚀性研究
Reline离子液体中AZ31镁合金表面电沉积铝及其耐蚀性研究镁合金由于其低密度,高的比强度,优异的导热性及电磁屏蔽性等一系列优点,广泛应用于电子产品及交通行业等各方面。但镁合金耐蚀性能较差,电化学活性高,使其在工业应用中受到了很大的限制。提高镁合金的耐蚀性成为当前很多学者关注的热点。 电沉积可以有效地提高镁合金表面的耐腐蚀性,从而避免腐蚀的进一步发生。本研究在含AlCl3的氯化胆碱-尿素Reline离子液体中,恒温恒电流电沉积制备出不同沉积时间的镀铝AZ31镁合金。随后利用OM,SEM以及EDS等检测手段对电沉积前后镁合金样品表面的微观组织形貌以及相组成进行观察和分析,对比不同时间电沉积铝对镁合金表面形貌的影响;利用循环伏安法和计时电 流法等电化学分析方法对电沉积过程中溶液中的铝离子的形核及生长行为进行 了分析,并且计算了生长过程中铝离子在溶液中的扩散系数以及电沉积后期铝原子在镁合金表面的扩散系数;对比了不同沉积时间下镁合金表面镀层的厚度;并 利用开路电位法,动电位扫描法以及电化学交流阻抗法来对比研究未镀铝镁合金和不同沉积时间下的镀铝镁合金在3.5 wt.%NaCl溶液中的腐蚀行为,观察其电化学腐蚀形貌,分析了不同沉积时间下的铝镀层对AZ31镁合金的保护机制。 本研究的结论如下:1.在2:1的氯化胆碱-尿素溶液中加入一定质量的六水 合三氯化铝后,当温度为70℃,电流密度为1 mA/cm2时,电沉积不同的时间后,成功得到了镀铝镁合金;2.对镁合金电极在沉积电解液中以不同的扫 描速率对其进行循环伏安扫描,发现其阴极峰电流与扫描速率的开平方成线性关系,这说明铝离子的还原过程受扩散控制,计算得出铝原子在溶液中的扩散系数 为1.773×10-1010 cm2/s;3.对不同电位下的计时电流
离子液体AlCl3Et 3NHCl中电沉积法制备金属铝
[Article] https://www.sodocs.net/doc/4810697825.html, 物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao ) Acta Phys.鄄Chim.Sin .,2008,24(6)：939-944 June Received:January 21,2008;Revised:February 27,2008;Published on Web:April 9,2008. English edition available online at https://www.sodocs.net/doc/4810697825.html, ? Corresponding author.Email:tqi@https://www.sodocs.net/doc/4810697825.html,;Tel ：+8610?62631710.国家重点基础研究发展计划(973)(2007CB613501)资助 ?Editorial office of Acta Physico ?Chimica Sinica 离子液体AlCl 3/Et 3NHCl 中电沉积法制备金属铝 高丽霞 王丽娜 齐 涛? 李玉平 初景龙 曲景奎 (中国科学院过程工程研究所,绿色过程与工程院重点实验室,北京100190) 摘要：在AlCl 3/Et 3NHCl 型离子液体中铝电极上通过恒电位电解沉积制备出金属铝.测定了不同摩尔比的AlCl 3/Et 3NHCl 离子液体在不同温度下的电导率,考察了离子液体AlCl 3/Et 3NHCl 摩尔比为2/1中Al 电极上铝沉积的晶核成核过程,以及恒电位电解沉积铝的工艺条件对电流效率和沉积铝表面形貌的影响.结果表明,不同比例AlCl 3/Et 3NHCl 离子液体的电导率随温度升高而升高,符合Arrhenius 规律;在Al 电极上铝沉积的成核机理为三维瞬时成核过程;恒电位电解沉积结果表明,室温下在电位-2.4V(vs Pt)和电解时间20min 条件下,沉积铝的表面形貌比较平整致密,电流效率达73%,沉积铝的纯度达96%(w ).关键词：铝;电沉积;电化学;离子液体 中图分类号：O646 Electrodeposition of Aluminium from AlCl 3/Et 3NHCl Ionic Liquids GAO Li ?Xia WANG Li ?Na QI Tao ?LI Yu ?Ping CHU Jing ?Long QU Jing ?Kui (Key Laboratory of Green Process and Engineering,Institute of Process Engineering,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190,P.R.China ) Abstract ：Aluminum was successfully electrodeposited on Al electrodes from aluminum chloride (AlCl 3)/triethylamine hydrochloride (Et 3NHCl)ionic liquids by the constant potential electrolysis.Electrical conductivities of AlCl 3/Et 3NHCl ionic liquids were measured as a function of the temperature and composition.The nucleation processes and the influence of experimental conditions on the current efficiency and surface morphology of aluminum electrodeposits were studied on Al electrodes from 2:1molar ratio AlCl 3/Et 3NHCl ionic liquid.The electrical conductivities of ionic liquids increased as the electrolyte temperature increased,following the Arrhenius behavior.Analyses of the chronoamperograms indicated that the deposition process of aluminium on Al substrates was controlled by instantaneous nucleation with diffusion ?controlled growth.Constant potential deposition experiments showed that the electrodeposits obtained on Al electrodes were dense,continuous,and well adherent,and the current efficiency was 73%at -2.4V (vs Pt)for 20min electrolysis at room temperature.The purity of aluminum electrodeposits on Al electrodes was above 96%(w ). Key Words ：Aluminium;Electrodeposition; Electrochemistry; Ionic liquid 铝产量仅次于钢铁，产值占有色金属的一半，但生产耗电量巨大.2006年我国电解铝产量935万吨,产量居世界首位,综合交流电耗1.47亿千瓦时,总耗电量1372亿千瓦,占全国电力消耗总量的4.9%，而总产值不到全国GDP 的1%,因此,电解铝已成为 首屈一指的高耗能行业.传统电解铝工艺(Hall ?H éroult)[1]为冰晶石?氧化铝熔盐电解法,操作温度高达950-1000℃,能耗达13-15kWh/kg ?Al,且环境污染严重.因此,研发高效?清洁?节能的铝电解新技术对铝工业的协调可持续发展具有重要战略意义. 939