鎂合金之鋁電鍍及其耐蝕性質研究

  • 翁 碩駿

學生論文: Master's Thesis

摘要

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。
獎項日期2016 九月 5
原文???core.languages.zh_ZH???
監督員Wen-Ta Tsai (Supervisor)

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