【摘 要】
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Al-Mn合金镀层具有较强的耐腐蚀性能,可作为防护性镀层使用。电沉积法制备Al-Mn合金操作简单,成分易控制,因而成为最常用的制备方法。离子液体兼有高温熔盐电化学窗口宽、水溶液操作温度低的优势,是一种制备活泼金属的理想电解质。目前已在离子液体中电沉积出Al-Mn合金,但所获得的Al-Mn合金镀层在平整度和耐蚀性方面未达到使用要求。电镀过程中加入添加剂能够有效提高镀层的致密性、平整性和耐腐蚀性等。本
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Al-Mn合金镀层具有较强的耐腐蚀性能,可作为防护性镀层使用。电沉积法制备Al-Mn合金操作简单,成分易控制,因而成为最常用的制备方法。离子液体兼有高温熔盐电化学窗口宽、水溶液操作温度低的优势,是一种制备活泼金属的理想电解质。目前已在离子液体中电沉积出Al-Mn合金,但所获得的Al-Mn合金镀层在平整度和耐蚀性方面未达到使用要求。电镀过程中加入添加剂能够有效提高镀层的致密性、平整性和耐腐蚀性等。本文系统研究了烟酸、苯甲酸和氯化胆碱（ChCl）三种添加剂对电沉积Al-Mn合金的影响行为,获得了更为平整致密的Al-Mn合金镀层,具体研究内容如下:（1）研究了添加剂对离子液体电导率的影响,结果发现在一定温度范围内,AlCl3-BMIC-MnCl2离子液体中加入烟酸和ChCl后,体系的电导率随添加剂浓度的增加先增大后减小,其中烟酸浓度达到8.0 mmol·L-1和ChCl浓度为2.5 mmol·L-1时,体系电导率分别由12.1 s·m-1增加至最大值14.1 s·m-1和16.0 s·m-1;在所研究的苯甲酸浓度范围内,体系电导率随苯甲酸浓的增大逐渐减小,由12.1 s·m-1减小为10.4 s·m-1。（2）研究了添加剂对AlCl3-BMIC-MnCl2体系电沉积Al-Mn合金行为的影响,结果发现加入烟酸和苯甲酸后循环伏安曲线的起始还原电位负移,形核过电位增加,这是因为烟酸和苯甲酸吸附在阴极的表面活性位点上,阻碍了Al-Mn合金的电沉积。添加ChCl后的起始还原电位正移,还原峰值电流密度增大,说明ChCl促进了Al-Mn合金的电沉积。此外,添加剂不改变Al-Mn合金的电结晶机理,晶核的形成仍然遵循瞬时形核规律。但是加入烟酸和苯甲酸后Al-Mn的成核速率降低,晶体增长速率减小,而加入ChCl后晶体成核速率加快,晶体增长速率增大。（3）研究了添加剂对电沉积Al-Mn合金镀层的影响,结果发现加入添加剂可以使镀层更为平整致密,其中在烟酸浓度为8 mmol·L-1、苯甲酸浓度为0.7 mmol·L-1、ChCl浓度为2.5 mmol·L-1时所获得的Al-Mn合金镀层最为光滑、平整、均匀。纯AlCl3-BMIC-MnCl2离子液体中所得Al-Mn合金镀层为非晶态结构,镀液中添加少量的烟酸时镀层相结构无变化,当烟酸的浓度增加至6 mmol·L-1时镀层从单一的非晶态结构转为Al（Mn）固溶体与非晶的混合相。在所研究的苯甲酸和ChCl添加量范围内没有改变镀层的相结构。镀液中加入烟酸、苯甲酸和ChCl均可提高镀层的耐腐蚀性能,其中添加苯甲酸后镀层耐蚀性提升较为显著。
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