电流密度对熔盐电镀铝晶粒形貌的影响

丁志敏¹，冯秋元²，宋建敏¹，高宏^1,3

1. 大连交通大学材料科学与工程学院2. 宝钛集团有限公司3. 辽宁省无机超细粉体制备及应用重点实验室

摘 要：结合扫描电镜形貌观察和能谱分析研究了AlCl3-NaCl-KCl低温无机熔盐体系中电镀铝时电流密度对Q235钢基体上铝晶粒沉积形貌的影响,并从铝晶粒沉积过程中总的自由能变化的角度对其析出规律进行探讨。结果表明,在由80%AlCl3+10%NaCl+10%KCl所组成的熔盐中,当温度为150℃、电流密度为20.0～98.7 mA/cm2范围内电镀时,均可在Q235钢表面上获得完整、致密的铝镀层。电流密度的大小直接影响铝晶粒的形态和尺寸。电流密度低时,铝晶粒呈片状;电流密度高时,铝晶粒呈颗粒状,且随电流密度的增大,铝晶粒尺寸呈现减小趋势。结合热力学和动力学探讨了电流密度大小对电镀铝晶粒尺寸及形貌的影响。电流密度对铝晶粒形貌的影响与铝晶粒在Q235钢基体上沉积时形核及长大过程中的总自由能变化,特别是由电流密度大小所决定的铝晶核析出电化学能的大小有关。

关键词：熔盐电镀;铝晶粒;电流密度;自由能;电化学能;