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采用离子液体电沉积锌,可以克服高温熔盐和水溶液电沉积的不足,如氢脆、环境差等。本文采用ZnCl2-EMIC离子液体,用电化学方法对体系在镍电极和钨电极及铂电极上反应阴极过程进行研究,分析锌沉积机理,并用直流和脉冲电源进行电沉积实验,研究了各种因素其中包括电流密度、温度、有机溶剂、脉冲参数等对镀层的影响。
本文首先将ZnCl2脱水,制备了ZnCl2-EMIC离子液体,并将乙二醇添加到ZnCl2-EMIC离子液体中,研究锌在ZnCl2-EMIC、EG-ZnCl2-EMIC体系中的还原机理和形核机理,以ZnCl2-EMIC、EG-ZnCl2-EMIC离子液体,采用直流和脉冲电源进行电沉积实验。实验结果表明:反应为准可逆反应,锌离子在镍电极和钨电极上形核是三维瞬时形核半球形扩散长大过程;未加入乙二醇时,在钨电极上锌的起始析出电位为-0.15 V。然而在体系中加入不同比例的乙二醇,当乙二醇达到60%(mol)时,锌的起始析出电位为OV:加入乙二醇不会改变锌的形核方式;电沉积实验中,乙二醇的加入可以使镀层得到改善。脉冲电沉积得到的镀层要优于直流电沉积得到的镀层,尤其在脉冲宽度2ms,脉冲间隔8ms,电流密度为8mA/cm2时,得到的镀层光滑、均匀,颗粒大小接近0.3μm。