鎂合金之鋁電鍍及其耐蝕性質研究

Abstract

本研究中藉由電化學沉積法成?的於AlCl3-EMIC離子液體為基底鍍液，在面積4平方公分的鎂合金製備具有附著性與耐蝕性的鋁鍍層。前處理、添加劑、析鍍電位對鋁鍍層之性質影響，在本文中皆加以探討。在各種不同條件下所製備之鍍層，利用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察鍍層的表面形貌，以橫截面分析鋁鍍層的厚度與附著性。鍍層之化學組成則藉由能量散佈分析儀(EDS)量測，其晶體結構則以X光繞射儀(XRD)進行分析。在電化學測試方面，選擇在3 5 wt% 氯化鈉水溶液進行開路電位、動電位極化曲線及交流阻抗頻譜量測。 實驗結果顯示，利用研磨處理無法得到具附著性的鋁鍍層，無法有效去除鎂合金基材表面的氧化層，藉由鎂合金基材在離子液體鍍液內，以+1 5 VAl陽極溶解三分鐘，鎂合金基材表面氧化層與鍍液反應，逐漸溶解至鍍液內，達到移除氧化層的目的，得到適合電鍍的鎂合金表面，經電鍍鋁後得到具附著性的鋁鍍層，顯示陽極溶解為有效地前處理。 鎂合金基材於AlCl3-EMIC離子液體內，經過陽極溶解前處理再析鍍鋁的鍍層，結晶物形貌為板狀，沉積的優選方位為(111)面，隨析鍍電位提高，結晶物尺寸變更細小，提高鍍層厚度均勻性與減少內部針孔。鎂合金基材於添加菸鹼酸的離子液體內，經過陽極溶解前處理再析鍍鋁的鍍層，結晶物為顆粒狀，沉積的優選方位為(200)面，菸鹼酸的羧酸為拉電子基，使?啶的氮原子的電子密度下降，電鍍時，陰極表面會吸附陽離子，菸鹼酸由於本身所帶電荷與電場作用，吸附於陰極表面影響鋁沉積，使結晶物形貌由板狀便顆粒狀，消除鍍層內針孔，得到厚度均勻的鍍層，因此菸鹼酸為具有整平劑的作用。 在3 5 wt% 氯化鈉水溶液中，以AlCl3-EMIC離子液體為鍍液，鋁鍍層在陽極區域溶解速率隨析鍍電位提高有較慢趨勢，代表鋁鍍層展現保護性，但因為鍍層內部充滿孔隙，提供氯化鈉水溶液滲透到鎂基材通路，鎂基材遭受腐蝕，溶解至氯化鈉水溶液。電化學交流阻抗測試，鋁鍍層阻抗值小於基材，顯示鋁鍍層無法抵抗腐蝕因子，使水溶液可與新鮮鎂合金金基材反應，造成阻抗值未提升。以添加菸鹼酸之AlCl3-EMIC離子液體為鍍液，鋁鍍層之開路電位維持穩定，在陽極區域出現鈍化區，顯示在相同電位環境下，可以有效降低腐蝕速率。電化學交流阻抗測試，隨析鍍電位提高，鍍層阻抗也提高，顯示當析鍍電位較大時，鋁鍍層耐蝕性質最佳。

Date of Award	2016 Sept 5
Original language	Chinese
Supervisor	Wen-Ta Tsai (Supervisor)