- 相關(guān)推薦
電子化學(xué)畢業(yè)論文開(kāi)題報告
畢業(yè)論文課題選定后，在研究工作開(kāi)始之前，要準備向導師作開(kāi)題報告，以下是小編搜集整理的電子化學(xué)畢業(yè)論文開(kāi)題報告范文，歡迎閱讀查看。
論文題目：離子液體中納米晶鋁的電沉積制備及其防腐蝕性能研究
一、選題背景
金屬材料受周?chē)橘|(zhì)的作用而發(fā)生化學(xué)或者電化學(xué)作用而損壞，稱(chēng)為金屬腐燭⑴。腐蝕時(shí)，在金屬的界面上發(fā)生了化學(xué)或電化學(xué)多相反應，使金屬轉入氧化(離子)狀態(tài)。特別是金屬在強酸強減環(huán)境中更易發(fā)生腐燭，例如化工設備，地下管道，大海中航行的輪船等等。每年全世界因腐燭報廢的鋼鐵設備相當于年產(chǎn)量的30%，發(fā)達國家每年因腐姓造成的經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的2-4%，而我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失至少達二百億。腐蝕會(huì )顯著(zhù)降低金屬材料的強度、塑性、勒性等力學(xué)性能，增加零件間的磨損，縮短設備的使用壽命，使設備中原料發(fā)生泄漏以至于污染環(huán)境，甚至造成中毒、火災、爆炸等災難性事故和資源能源的嚴重浪費。顯然，金屬構件的毀壞，其價(jià)值遠比金屬材料的價(jià)值大的多。腐蝕的巨大危害不僅體現在經(jīng)濟損失上，它還會(huì )帶來(lái)慘重的人員傷亡、環(huán)境污染、資源浪費、促進(jìn)自然資源的損耗，所以研究金屬的腐燭，研究其腐燭機理并對其進(jìn)行防護顯得非常重要。金屬腐燭一般通過(guò)兩種途徑進(jìn)行：化學(xué)腐姓和電化學(xué)腐燭兩大類(lèi)�；瘜W(xué)腐姓是金屬在干燥氣體和非電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的化學(xué)反應的結果，是單純的氧化和還原的化學(xué)反應，反應過(guò)程沒(méi)有電流產(chǎn)生。主要有氣體腐燭和非電解質(zhì)腐燭兩種類(lèi)型;電化學(xué)腐燭是指發(fā)生電化學(xué)反應導致的腐燭，電化學(xué)腐姓的根本原因是材料表面及其內部形成了宏觀(guān)電池和徵觀(guān)電池[2]。電化學(xué)腐姓是最普遍和最嚴重的腐燭，因此研究電化學(xué)腐蝕具有重要的意義!
二、研究目的和意義
鋁不僅具有良好的機械性能和環(huán)境友好特性，而且因在空氣中極易形成致密的保護膜其在通常環(huán)境(如大氣)中性質(zhì)非常穩定。被視為極具潛力的涂/鍍層材料，鋁鍍層具有耐姓性高、外觀(guān)好、后處理簡(jiǎn)單以及原料來(lái)源相對豐富等特點(diǎn)，可以對基體進(jìn)行有效地防護。目前的研究表明，一些金屬涂/鍍層材料(包括鋁)的納米化明顯地改進(jìn)了其機械性能(如硬度的提高、耐磨性能的改進(jìn)等);因此，開(kāi)展納米晶鋁和鋁基合金保護層的研究無(wú)疑具有重要意義。對于納米晶鋁鍍層而言,位于晶界處原子分數增加，這可能增大材料的腐燭速率;.但晶粒大小的降低有利于鍍層表面形成致密、均勻的氧化層，能夠有效地降低腐燭速率;同時(shí)納米晶鋁鍍層的表面更加均勻，有利于降低其局部腐性。所以通過(guò)添加添加劑使鍍層納來(lái)化進(jìn)一步驗證納米級的鍍層是否更有利于鍍層的防護。
三、本文研究涉及的主要理論
離子液體被定義為熔點(diǎn)在100X：以下的熔鹽，它僅僅由陰、陽(yáng)離子(季銨鹽離子或取代的咪哩類(lèi)離子等)組成。離子液體的歷史可以追溯到1914年，當時(shí)Walden[i6]報道了(EtNH2)+HN03-的合成(溶點(diǎn)12'C)。由于其在空氣中很不穩定而極易發(fā)生爆炸，所以當時(shí)并沒(méi)有引起人們的興趣以及太多的研究，這是最早的離子液體。1951年Hurley和Wiler^i7]首次合成了在環(huán)境溫度下是液體狀態(tài)的離子液體。他們選擇的陽(yáng)離子是N-乙基吼徒，合成出的離子液體是溴化正乙基吼唆和氯化銘的混合物(氯化銘和漠化乙基嚏摩爾比為12)。直到1976年，美國Colorado州立大學(xué)的Robert利用AICl3/[N-EtPy]Cl作電解液，發(fā)現這種室溫離子液體是很好的電解液，能和有機物混溶，不含質(zhì)子，電化學(xué)窗口較寬。1992年\)W]kes[i8]合成出氯化1-甲基-3-乙基味唾，離子液體的應用研究才真正得到廣泛的開(kāi)展。離子液體作為室溫溶鹽，在離子液體中，陽(yáng)離子通常具有較大的半徑并且其對稱(chēng)性較差。離子液體具有不揮發(fā)、不易燃、環(huán)境相對友好、使用溫度范圍大以及對多數無(wú)機和有機化合物均有良好的溶解能力等優(yōu)異特性，特別是其具有寬的電化學(xué)穩定窗口(一些離子液體的電化學(xué)穩定窗口大于5V)[19_22]。離子液體的上述優(yōu)良特性使其適于作為電沉積銷(xiāo)鍍層電解液的溶劑。人們已在采用離子液體體系電沉積制備銘及其合金鍍層方面開(kāi)展一定的探索[2，24]。
一般來(lái)說(shuō)，離子液體的陽(yáng)離子決定了離子液體的穩定性，而陰離子則決定了其功能性。按照正離子的不同可以將離子液體分為以下4類(lèi)：燒基季銨離子型、燒基季鱗離子型、1,3-二燒基取代的咪唾離子型、N-燒基取代的吼唆離子型。根據負離子的不同可將離子液體分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是商化鹽。這類(lèi)離子液體制備也較為簡(jiǎn)單，其制備方法是將固體的齒化鹽與A1C13混合撤拌即可得液態(tài)的離子液體,但因混合過(guò)程中會(huì )放出大量的熱，這一類(lèi)的離子液體在配置過(guò)程當中要不斷的攪拌而且加入AlCb要少量多次以利于散熱。此類(lèi)離子液體被研究得較早，其作為溶劑和電解液的應用也非常廣泛。此類(lèi)離子液體具有離子液體的許多優(yōu)點(diǎn)，但是其缺點(diǎn)是對水極其敏感,易吸收水分放出氯化氫使得離子液體變質(zhì)，所以要完全在真空或惰性氣氛下進(jìn)行處理和應用使其應用條件較為苛刻，在一定程度上限制了該類(lèi)離子液體的應用。另一類(lèi)離子液體，也被稱(chēng)為新離子液體，Wilkes和Zaworotko于1992年首次報道了陰離子為PF6?或BF4_的味哩基離子液體，其在空氣和水存在的條件下顯示了良好的穩定性。這類(lèi)離子液體不同于A(yíng)1C13離子液體，其組成是固定的，而且其中許多品種對水、對空氣穩定，此后，對于水和空氣穩定的離子液體的種類(lèi)不斷增多，性能(如熱穩定性和電化學(xué)穩定性)逐漸提高。該類(lèi)離子液體，在真空或干燥空氣的條件下于100°C左右進(jìn)行熱處理，可以很容易地將液體中的水含量降至Ippm以下，因此近幾年取得驚人進(jìn)展，其應用領(lǐng)域不斷擴展。其正離子多為燒基取代的咮唾離子[RiR3lM]+,如+,負離子多用BF4-、PF6-，也有CFsSCV、(CF3S02)2N-、C3F7COO"、C4F9SO3-、CF3COO-、SbFfi-、AsF6_等為負離子的離子液體。
四、本文研究的主要內容
以低碳鋼等材料為基體，在氯化1-乙基-3-甲基-咪唾離子液體中中采用陰極電沉積法制備鋁鍍層。研究電沉積條件如電極電位/電流、添加劑種類(lèi)與含量等對沉積過(guò)程和鋁鍍層性質(zhì)的影響;探討脈沖[73](或方波)電鍍參數(如頻率、高低電流/電位等)對電沉積過(guò)程和鍍層物理化學(xué)性質(zhì)的影響。通過(guò)對不同參數影響規律特別是不同技術(shù)手段(如脈沖和添加劑等)協(xié)同作用規律的研究，明確對鍍層組成和徵結構進(jìn)行有效調控的途徑，探求納米晶鋁和鋁基合金鍍層的可控電沉積制備方法。釆用電化學(xué)阻抗譜、塔菲爾極化曲線(xiàn)等電化學(xué)方法，結合在線(xiàn)/離線(xiàn)的表面觀(guān)察和譜學(xué)技術(shù)，研究納米晶鋁和鋁基合金鍍層在侵蝕性介質(zhì)(如氯化鈉溶液等)中的腐蝕演化行為。通過(guò)熱氧化的方法對鋁鍍層進(jìn)行氧化，增大氧化膜的厚度，增強蝕鍍層的耐腐蝕性能。
五、寫(xiě)作提綱
摘要
Abstract
第一章緒論
1.1金屬材料的腐蝕與防護
1.1.1金屬的腐蝕
1.1.2金屬的主要防護方法
1.2鋁及鋁合金概述
1.2.1鋁及鋁合金的基本性質(zhì)
1.2.2鋁及鋁合金的應用
1.2.3金屬鋁鍍層的制備工藝及其特點(diǎn)
1.3離子液體概述
1.3.1離子液體的定義及其發(fā)展
1.3.2離子液體的分類(lèi)
1.3.3離子液體的合成
1.3.4離子液體的純化
1.3.5離子液體的應用
1.4電鍍添加劑概述
1.4.1電鍍添加劑的基本介紹
1.4.2電鍍添加劑的作用
1.5本課題研究的意義和內容
1.5.1課題的提出及意義
1.5.2研究課題的主要內容
第二章實(shí)驗材料及研究方法
2.1實(shí)驗試劑與儀器
2.2離子液體的配制
2.3電極鍍前預處理
2.4電沉積
2.5添加劑對離子液體影響的電化學(xué)測試
2.6樣品的測試表征
2.6.1掃描電鏡及能譜分析
2.6.2XRD分析
2.6.3耐蝕性側試
2.6.5鍍層的熱處理
第三章2-氯煙酰氯對離子液體中電鍍鋁的影響
3.1引言
3.22-氯煙酰氯對離子液體的電化學(xué)影響
3.2.1循環(huán)伏安曲線(xiàn)分析
3.2.2開(kāi)路電位下離子液體的阻抗圖
3.2.3沉積電位下離子液體的阻抗圖
3.3鍍層表征
3.3.1鍍層掃描電鏡分析
3.3.2鍍層的截面圖
3.3.32-氯煙酰氯過(guò)量后
3.3.4XRD圖譜分析
3.3.5鋁鍍層能譜分析
3.4鍍層耐腐蝕性的測試
3.4.1電化學(xué)阻抗測試
3.4.2極化曲線(xiàn)測試
3.4.3浸泡實(shí)驗
3.5脈沖電流電鍍
3.5.1無(wú)添加劑離子液體中脈沖電流電鍍與直流電電鍍
3.5.2有添加劑離子液體中脈沖電流電鍍和直流電電鍍
3.6本章小結
第四章煙酰氯鹽酸鹽和熱處理對鋁鍍層的影響
4.1煙酰氯鹽酸鹽對離子液體的電化學(xué)影響
4.1.1循環(huán)伏安分析
4.1.2沉積電位下阻抗圖
4.2鍍層電鏡分析
4.3鋁鍍層能譜分析
4.4XRD衍射儀分析
4.5煙酰氯鹽酸鹽量過(guò)多時(shí)對鍍層影響
4.6鍍層氧化處理對其耐蝕性的影響
4.7本章小結
第五章結論與展望
5.1結論
5.2展望
參考文獻
六、目前已經(jīng)閱讀的主要文獻
[1]L.L.Shreir.Corrosion-Metal/EnvironmentReaction.Newnes-Butterworths5LondonBoston,1976.
[2]魏寶明.金屬腐蝕理論及應用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1984.
[3]王受謙，楊淑貞.防腐蝕涂料與涂裝技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2001
[4]Q.X.Liu,F.Endres.Electroplatingofmildsteelbyaluminiuminafirstgenerationionicliquid:AgreenalternativetocommercialAl-platinginorganicsolvents.SurfaceandCoatingsTechnology,2006，201，1352-1356.
[5]L.Barchi,U.Bardi,S.Caporali,etal.Electroplatedbrightaluminiumcoatingsforanticorrosionanddecorativepurposes.ProgressinOrganicCoatings,2010，68，146-151.
[6]AR&"ukin.CriticalReportsin^>pliedChemistry,\bl.20,JohnWiley,Chichester,UK,1987.
[7]S.Z.E.Abedin,E.M.Moustafa,R.Hempelmaiin,H.Natter,F.Endres.Additivefreeelectrodepositionofnanocrystallinealuminiuminawaterandairstableionicliquid.Electrochem.Commun.,2005,7，1111-1116.
[8]王曉放.新型材料改性方法一常溫超音速冷噴涂制備功能涂層.機械工程材料，2002，26，30-32.
[9]O.Sarikaya,S.Anik,etal.Al-Si/B4CcompositecoatingsonAl-Sisubstratebyplasmaspraytechnique.MaterialsAndDesign,2007,28,2443-2449.
[10]D.Q.Wang,Z.YShi,L.J.Zou.Aliquidaluminumcoirosionresistancesurfaceonsteelsubstrate.AppiSurf.ScL?2003，214，304-311.
【電子化學(xué)畢業(yè)論文開(kāi)題報告】相關(guān)文章：
電子信息工程畢業(yè)論文開(kāi)題報告范例12-11
電子商務(wù)畢業(yè)論文開(kāi)題報告(8篇)05-25
電子商務(wù)畢業(yè)論文開(kāi)題報告8篇05-25
畢業(yè)論文開(kāi)題報告要求03-18
畢業(yè)論文開(kāi)題報告的范文03-19
畢業(yè)論文開(kāi)題報告封面03-18
銀行畢業(yè)論文開(kāi)題報告03-08