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本文制备了AlCl3-EMIC(摩尔比2:1)、含有饱和LaCl3-AlCl3-EMIC以及含有饱和NdCl3-AlCl3-EMIC三种离子液体,在三种体系中,研究铝的还原机理和形核机理,分析LaCl3和NdCl3的加入对电沉积铝镀层的影响。
利用循环伏安法和计时电流法分析铝在三种体系中的阴极反应过程和形核机理。研究表明:LaCl3和NdCl3的加入使得铝的还原电位负移;三种体系中铝的阴极反应都是准可逆的;在钨电极上均是三维瞬时成核,成半球状生长。
采用SEM、XRD、EDS和ICP对镀层进行分析,结果表明:镀层为高纯度的铝;随着电流密度的增大,Al呈现(200)面择优生长:通过ICP检测计算到Al和La的相对含量为1000:1,Al和Nd的相对含量为1000:2.76;随着电流密度的增大,颗粒逐渐减小,更优越的镀层颗粒形状为米粒状,大小在0.51μm左右。
在含有饱和LaCl3-AlCl3-EMIC离子液体中,利用直流电源,在室温和60℃下分别进行电沉积实验。结果表明:当电流密度为10mA/cm2~14mA/cm2时可获得银白色、致密、有会属光泽的镀层。在60℃时,电流密度为15mA/cm2~30mA/cm2时可获得银灰色、致密无光泽的镀层。
在含有饱和INdCl3-AlCl3-EMIC离子液体中,进行直流电沉积和脉冲电沉积,着重研究了三个脉冲参数对铝沉积层的影响。研究表明:采用脉冲电沉积可以有效地减少孔隙。当ton/toff=8:2,f=100Hz,i=15mA/cm2时可以获得颗粒呈米粒状,大小在0.5μm左右,无孔隙,致密光滑有金属光泽的镀层。