您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 材料工程 >谈述电化学离子液体中电沉积TiAl合金集

谈述电化学离子液体中电沉积TiAl合金集

收藏本文 2024-03-09 点赞:29024 浏览:132310 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:金属钛及其合金以新金属的面貌登上了工业舞台,钛铝合金作为其中一种轻量化耐热材料而被备受人们的关注。具有强度高、耐蚀性好、耐热性高、无磁性等优点,其用途进展到了航天、航空、舰艇等军事领域;石化、制药、轻工、制盐、化工、印染、海水淡化等民用行业。虽然如今工业上有很多制备钛铝合金的策略诸如铸锭冶金技术和镁热还原法等,但都有着很多弊端,如能耗大、成本高、工艺流程长、污染环境、强腐蚀性等。由此,探讨一种即满足国民经济对钛铝合金的需求又符合无污染、低成本的新型生产工艺是科学家的迫切任务,然而离子液体的出现为钛铝合金的绿色生产提供了一种途径。本论文首先制备了不同AlCl3摩尔分数(xAlCl3)的氯化-1-丁基-3-咪唑-AlCl3(BMIC-AlCl3)离子液体,并对它们的结构进行红外光谱表征,测定了各成分离子液体的电导率、循环伏安曲线等物理化学性质,最后对各成分离子液体进行恒电流密度电沉积。通过红外光谱发现,0.50xAlCl30.667时,随着xAlCl3的增大,AlCl4-的吸收峰逐渐减弱,Al2Cl7-吸收峰增强,但当xAlCl30.667时,Al2Cl7-的吸收峰又稍稍减弱;通过探讨XAlCl3对电流效率、起始还原电位、结晶取向的影响,发现0.5xAlCl30.667时,随着xAlCl3增大,电导率增大,峰值峰值还原电流密度增大(由14mA.cm-2增大至98.5mA.cm-2),起始还原电位正移(由.1.25V正移至-1.125),阴极电流效率增大(由53.6%增大至89.2%);在xAlCl30.667区域内,电导率稍有降低,峰值峰值还原电流密度开始下降,起始还原电位负移,阴极电流效率减小;通过铝沉积层形貌发现,xAlCI3越大,铝颗粒越小。当xAlCl3=0.667时,BMIC-AlCl3离子液体的物理化学性质最优,XAlCl3越大,沉积层越平整致密且团聚程度越低。采取电导率、循环伏安法探讨了甲苯和氯化铵对BMIC-AlCl3离子液体及BMIC-AlCl3-TiCl4系统的影响。均发现加入甲苯后电导率升高,峰值还原电流密度增大;加入氯化铵后电导率降低,峰值还原电流密度减小。通过对BMIC-AlCl3-TiCl4系统中进行循环伏安测试发现,金属钛的还原历程为Ti(Ⅳ)首先还原为Ti(Ⅲ),紧接着Ti(Ⅲ)还原为更低价钛离子,最终钛铝共同沉积。且随着XTiCl4的增大,峰值还原电流密度随之增大。通过探讨温度、电位、电流密度、XTiCl4、XC6H5CH3等电解参数对沉积层钛铝相对含量及电流效率的影响,并通过SEM、EDS、XRD、XRF等手段进行检测。得出结论为电流密度为4-6mA/cm2, xTici4为0.0124,电位为1.9-2.1V,温度为343K-353K, xC6h5CH3为0.0543.0.0810,能使钛铝合金电沉积的电流效率、钛相对含量。另外,甲苯能使钛铝合金沉积层变得致密、呈规则的球形、团聚度降低;氯化铵会使沉积层空隙加大、颗粒不均匀、团聚度增大。关键词:BMIC-AlCl_离子液体论文电化学论文钛铝合金论文电沉积论文

    摘要3-5

    Abstract5-9

    第一章 绪论9-30

    1.1 世界钛资源9-11

    1.2 金属钛的性质11-12

    1.2.1 金属钛的物理性质11

    1.2.2 金属钛的化学性质11-12

    1.3 金属钛的制备12-13

    1.4 钛铝合金13-19

    1.4.1 钛铝合金的概述13

    1.4.2 钛铝合金的优异性能13-14

    1.4.3 钛铝合金的进展史14-17

    1.4.4 钛铝合金的运用17-18

    1.4.5 钛铝合金的运用前景18-19

    1.4.6 钛铝合金的制备19

    1.5 离子液体19-28

    1.5.1 离子液体的定义19

    1.5.2 离子液体的历史19-21

    1.5.3 离子液体的分类21

    1.5.4 离子液体的性质21-24

    1.5.5 离子液体电沉积24-28

    1.6 本论文探讨的内容及革新点28-30

    1.6.1 探讨内容29

    1.6.2 革新点29-30

    第二章 BMIC-AlCl_3离子液体的制备与表征30-38

    2.1 实验药品及仪器30-31

    2.1.1 实验药品30

    2.1.2 实验仪器30-31

    2.2 离子液体的制备31-33

    2.2.1 试剂的纯化31-32

    2.2.2 中间体BMIC的制备32

    2.2.3 各成分离子液体的制备32-33

    2.3 中间体及BMIC-Al_3离子液体的红外表征33-36

    2.3.1 中间体的红外光谱表征33-34

    2.3.2 离子液体的红外光谱表征34-35

    2.3.3 各成分BMIC-AlCl_3离子液体的红外光谱比较35-36

    2.4 本章小结36-38

    第三章 添加剂对离子液体物理化学性质的影响38-56

    3.1 BMIC-AlCl_3离子液体的电导率38-45

    3.1.1 x_(AlCl_3)对BMIC-AlCl_3离子液体电导率的影响38-41

    3.1.2 甲苯及氯化铵对BMIC-AlCl_3离子液体电导率的影响41-44

    3.1.3 甲苯及氯化铵对BMIC-AlCl_3-TiCl_4系统电导率的影响44-45

    3.2 离子液体的电化学性质45-53

    3.2.1 x_(AlCl_3)对BMIC-AlCl_3离子液体CV曲线的影响46-49

    3.2.2 甲苯及氯化铵对BMIC-AlCl_3离子液体CV曲线的影响49-50

    3.2.3 BMIC-AlCl_3-TiCl_4的电化学浅析50-51

    3.2.4 甲苯及氯化铵对BMIC-AlCl_3-TiCl_4系统CV曲线的影响51-52

    3.2.5 不同x_(TiCl_4)对BMIC-AlCl_3离子液体CV曲线的影响52-53

    3.3 电极反应53-54

    3.4 本章小结54-56

    第四章 添加剂对电沉积Ti-Al合金参数的影响56-69

    4.1 实验部分57

    4.1.1 电极的处理57

    4.1.2 电解液的制备及实验装置57

    4.2 离子液体电沉积铝及钛铝合金57-58

    4.3 沉积结果浅析58-67

    4.3.1 X_(AlCl_3)对电沉积铝的影响58-60

    4.3.2 不同电流密度时添加剂对电沉积Ti-Al合金的影响60-62

    4.3.3 不同x_(TiCl_4)时添加剂对电沉积Ti-Al合金的影响62-64

    4.3.4 不同电位时添加剂对电沉积Ti-Al合金的影响64-65

    4.3.5 不同温度时添加剂对电沉积Ti-Al合金的影响65-67

    4.4 本章小结67-69

    第五章 添加剂对电沉积Ti-Al合金的影响69-80

    5.1 BMIC-AlCl_3离子液体电沉积金属铝69-71

    5.1.1 x_(AlCl_3)对铝沉积层SEM影响69-70

    5.1.2 X_(AlCl_3)对铝沉积层结晶取向的影响70-71

    5.2 BMIC-AlCl_3-TiCl_4系统电沉积Ti-Al合金71-79

    5.2.1 沉积产物的XRD71-72

    5.2.2 添加剂对电沉积Ti-Al合金的影响72-79

    5.3 本章小结79-80

    第六章 结论与展望80-83

    6.1 结论80-81

    6.2 展望81-83

    致谢83-84

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号