CN109537008B - 一种室温电沉积制备铝镧合金膜方法 - Google Patents

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Abstract

一种室温电沉积制备铝镧合金膜方法，涉及一种制备铝合金膜方法，所述方法包括以下制备过程：（1）镀液的制备，在充满惰性气体的手套箱中，称取无水氯化铝、氢化铝锂和无水氯化镧，密封好之后从手套箱中取出；在冰浴条件下加入苯和四氢呋喃，将其置于磁力搅拌器上冰浴搅拌；（2）铜基体处理，将铜片砂纸打磨光滑，进行化学除油，再用稀硫酸进行预腐蚀及弱腐蚀除去氧化膜，然后进行水洗，水洗后放入真空干燥箱中干燥，待用；（3）恒电流电沉积，以铂片做阳极，铜片做阴极，进行电沉积，即可获得致密且颗粒细小均匀的铝镧合金膜。本发明使用制备成本低且工艺控制简单的电沉积制备技术，沉积出了致密且颗粒大小均匀的纯净铝镧合金，改善了金属铝的强度和硬度等物理性能。

Description

一种室温电沉积制备铝镧合金膜方法
技术领域
本发明涉及一种制备铝合金方法，特别是涉及一种室温电沉积制备铝镧合金膜方法。
背景技术
铝的质量很轻，密度很小（仅约为铁的三分之一），拥有良好的导电性能。但纯铝强度低，质软，轻易就能碾压成很薄的箔，因此不宜用作结构材料使用。人们经过长期的探索和实践，逐渐掌握了在纯铝中添加其他金属元素以及热处理等手段来提高纯铝性能，例如纯铝中添加铜、镁、锌、锰、硅、稀土等元素制备成铝合金，使合金材料在保持纯铝质轻等特性同时提升在强度和硬度等方面的性能。铝合金的密度低，比强度高，具有较好的韧性和可塑性，易于加工，同时还具有优良的导电性、导热性和抗腐蚀性，这些特性让铝合金成为理想的结构材料，在现代高端设备制造业中有着其他金属不可替代的作用。铝电沉积在室温下进行，具有优良的特点，如不易燃性、高导电性、低蒸汽压力、宽电化学窗口和能得到具有良好表面形态的镀层，已受到广泛关注。电化学沉积法是一种生产超细结构纯净物质的有效方法，这种方法相对其他制备方法成本低、工艺控制简单，生产的颗粒大小均匀，在电沉积过程中加入LaCl3，可以得到表面光滑且纯净的优良镀层，是制备铝镧合金膜有效且简便的方法之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种室温电沉积制备铝镧合金膜方法，该方法采用铂片做阳极，铜做阴极，采用氯化铝和氯化镧为主盐的有机溶剂体系进行电沉积。由于镧具有细化晶粒作用，所以添加镧元素可以细化合金晶粒，减小合金的气孔率，提高合金的致密度，从而提高合金的物理性能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种室温电沉积制备铝镧合金膜方法，所述方法包括以下制备过程：
（1）镀液的制备
在充满惰性气体的手套箱中，称取无水氯化铝、氢化铝锂和无水氯化镧，其中无水氯化铝和无水氯化镧的摩尔配比为10:1，密封好之后从手套箱中取出；在冰浴条件下加入苯和四氢呋喃，苯和四氢呋喃的使用比例为4:1，将其置于磁力搅拌器上冰浴搅拌4小时；
（2）铜基体处理
将铜片依次用400、800和1200目的砂纸打磨光滑，接着进行化学除油，除去铜片表面的油污，再用稀硫酸进行预腐蚀及弱腐蚀除去氧化膜，然后进行水洗，水洗后放入真空干燥箱中干燥，待用；
（3）恒电流电沉积
以铂片做阳极，铜片做阴极，控制电流密度为5-60毫安/平方厘米，进行电沉积1-2小时，即可获得致密且颗粒细小均匀的铝镧合金膜。
本发明的优点与效果是：
1. 本发明采用铂片做阳极，铜做阴极，采用氯化铝和氯化镧为主盐的有机溶剂体系进行电沉积。由于镧具有细化晶粒作用，所以添加镧元素可以细化合金晶粒，减小合金的气孔率，提高合金的致密度，从而提高合金的物理性能。该方法成本低、工艺控制简单，制备的铝镧合金纯净致密且颗粒大小均匀。
2. 本发明使用制备成本低且工艺控制简单的电沉积制备技术，沉积出了致密且颗粒大小均匀的纯净铝镧合金，改善了金属铝的强度和硬度等物理性能。
附图说明
图1为样品SEM照片；
图 2 样品 EDS 能谱分析；
图3样品XRD照片。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
（1）镀液的制备
在充满惰性气体的手套箱中，分别称取4.01克无水氯化铝，0.29克氢化铝锂和0.74克无水氯化镧，密封好之后从手套箱中取出。在冰浴条件下加入20毫升苯后缓慢加入5毫升四氢呋喃，将其置于磁力搅拌器上冰浴搅拌4小时。
（2）铜基体处理
将铜片依次用400、800和1200目的砂纸打磨光滑，接着进行化学除油，除去铜片表面的油污，再用稀硫酸进行预腐蚀及弱腐蚀除去氧化膜，然后进行水洗，水洗后放入真空干燥箱中干燥，待用。
（3）恒电流电沉积
以铂片做阳极，铜片做阴极，控制电流密度为10毫安/平方厘米，进行电沉积1.5小时，即可获得致密且颗粒细小均匀的铝镧合金膜。样品SEM照片、能谱分析和XRD图谱见图1、图2和图3。从图1中可以看出，该合金膜致密且颗粒细小均匀。从图2中可以看出，该合金膜主要由铝和镧两种元素组成。从图3中可以看出，该合金膜主要成分为铝镧合金。
实施例2
（1）镀液的制备
在充满惰性气体的手套箱中，分别称取4.01克无水氯化铝，0.29克氢化铝锂和0.74克无水氯化镧，密封好之后从手套箱中取出。在冰浴条件下加入20毫升苯后缓慢加入5毫升四氢呋喃，将其置于磁力搅拌器上冰浴搅拌4小时。
（2）铜基体处理
将铜片依次用400、800和1200目的砂纸打磨光滑，接着进行化学除油，除去铜片表面的油污，再用稀硫酸进行预腐蚀及弱腐蚀除去氧化膜，然后进行水洗，水洗后放入真空干燥箱中干燥，待用。
（3）恒电流电沉积
以铂片做阳极，铜片做阴极，控制电流密度为30毫安/平方厘米，进行电沉积1小时，即可获得致密且颗粒细小均匀的铝镧合金膜。

Claims (1)

1. 一种室温电沉积制备铝镧合金膜方法，其特征在于，所述方法包括以下制备过程：
（1）镀液的制备
在充满惰性气体的手套箱中，称取无水氯化铝、氢化铝锂和无水氯化镧，其中无水氯化铝和无水氯化镧的摩尔配比为10:1，密封好之后从手套箱中取出；在冰浴条件下加入苯和四氢呋喃，苯和四氢呋喃的体积比例为4:1，将其置于磁力搅拌器上冰浴搅拌4小时；
（2）铜基体处理
将铜片依次用400、800和1200目的砂纸打磨光滑，接着进行化学除油，除去铜片表面的油污，再用稀硫酸进行预腐蚀及弱腐蚀除去氧化膜，然后进行水洗，水洗后放入真空干燥箱中干燥，待用；
（3）恒电流电沉积
以铂片做阳极，铜片做阴极，控制电流密度为5-60毫安/平方厘米，进行电沉积1-2小时，即可获得致密且颗粒细小均匀的铝镧合金膜。
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