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铬镀层由于耐磨、耐热、耐蚀性好和反光能力强等特性,因而广泛应用于航空航天、汽车工业、船舶制造等领域。目前,采用三价铬水溶液体系电沉积铬镀层材料存在着镀层较薄和镀层质量较差等问题。与普通水溶液体系相比,离子液体作为一种绿色环保型溶剂,具有较宽的电化学窗口、较好的电化学稳定性和低蒸汽压等特点。因此,在离子液体体系中进行三价铬电沉积制备铬镀层材料成为国内外的研究热点之一。然而,目前有关[EMIM]PF6和[EMIM]HSO4两种离子液体体系中三价铬电沉积制备铬镀层的研究报道较少。因此,本论文分别以[EMIM]PF6和[EMIM]HSO4离子液体作为电解质,采用循环伏安法、线性扫描法、恒电流阶跃法、交流阻抗法、计时电流法等电化学方法开展三价铬电沉积制备铬镀层的工艺及其有关基础理论的研究。具体研究内容及主要结论如下:首先,均采用两步法合成了1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([EMIM]PF6)和1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([EMIM]HSO4),并利用红外光谱对它们的结构进行表征。循环伏安法测得纯[EMIM]PF6和[EMIM]HSO4的电化学窗口分别是3.0 V和3.6 V。其次,采用循环伏安法,线性扫描法,恒电流阶跃法,电化学交流阻抗法,计时电流法等电化学测试方法,分别研究了在[EMIM]PF6和[EMIM]HSO4两种离子液体中三价铬的还原过程和电结晶机理。循环伏安曲线研究表明,三价铬在这两种离子液体中的还原是一个两步反应:Cr(III)+e-=Cr(II);Cr(II)+2e-=Cr(0)。该还原反应是不可逆过程,并且受扩散控制,其扩散系数分别为4.58×10-7 cm2 s-1和4.70×10-7 cm2 s-1,活化能分别为41.8 k J mol-1和29 k J mol-1。线性扫描曲线、交流阻抗和恒电流阶跃曲线进一步证明了三价铬在[EMIM]PF6和[EMIM]HSO4两种离子液体体系中的电化学还原反应是一个两步反应。此外,交流阻抗研究结果还表明,在[EMIM]PF6和[EMIM]HSO4离子液体中,三价铬的还原过程是在低频区受扩散控制,高频区受电子转移控制。计时电流曲线的结果表明,在[EMIM]PF6离子液体体系中,铬的电结晶行为属于三维瞬时成核机理,而[EMIM]HSO4离子液体体系中,其电结晶机理取决于电沉积电位高低,即低电位区属于三维连续成核机理,高电位区属于三维瞬时成核。最后,运用SEM,EDS和XRD现代分析测试技术对两种离子液体体系中所制备的铬镀层进行分析,结果表明[EMIM]PF6离子液体体系中得的镀层为非晶态铬镀层,而在[EMIM]HSO4体系中所得到的镀层为晶态铬镀层。通过改变不同的参数条件研究了[EMIM]PF6和[EMIM]HSO4两种离子液体体系中工艺条件对三价铬电沉积铬镀层厚度及电沉积速率的影响,获得了在两种离子液体体系中制备铬镀层的最佳工艺条件。[EMIM]PF6体系制备铬镀层的最佳工艺为:沉积电流密度为45 m A·cm-2,沉积温度为45℃,沉积时间为50 min;[EMIM]HSO4体系中制备铬镀层的最佳工艺为:沉积电流密度为50m A·cm-2,沉积温度为50℃,沉积时间为50 min。将两种离子液体体系中得到的铬镀层进行极化曲线测试,结果表明在[EMIM]HSO4体系中所得到的铬镀层的耐腐蚀性能更强。