镍合金作为一种重要的战略性材料,在储氢性能和防腐性能领域有着极其重要的研究意义。电沉积法是制备镍合金的一种重要方法,传统的镍合金电镀主要是在含无机盐的水溶液体系中进行的,但普遍存在工艺复杂、成本高等问题。类离子液体作为一种新型的绿色溶剂,其具备电化学窗口宽、液态温度范围大、无析氢反应等优良特点,是电沉积镍合金的优良电解液。本文采用成本低廉、合成简单的苄基三乙基氯化铵-丙三醇-氯化镍-氯化镁（TEBAC-GL-NiCl2-MgCl2）类离子液体和氯化胆碱-尿素-乙二醇-氧化镍-氧化锌（ChCl-urea-EG-Ni2O3-ZnO）类离子液体作为电解质,进行电沉积制备镁镍合金和锌镍合金的研究实验。采用TEBAC-GL-NiCl2-MgCl2类离子液体为电解液,以铜片为阴极、石墨片为阳极,成功地制备出了颗粒尺寸均匀且镀层致密平整的镁镍合金镀层。采用循环伏安法、计时电流法等多种电化学测试手段,系统地研究了 Ni和Mg-Ni合金在该体系中的电沉积行为,并运用XRF、XRD、SEM等检测手段对镀层的成分、形貌进行分析。结果表明:随着温度的升高,该类离子液体的电导率显著增大;在TEBAC-GL-NiCl2体系中加入MgCl2后,循环伏安曲线中的还原电流明显增大,表明可能实现Mg和Ni的共沉积;当Mg2+浓度为0.005mol/L,Ni2+浓度为0.1mol/L时,在塔菲尔曲线中Mg和Ni的平衡电位差值最小,为1.2532V;以玻碳电极为工作电极时,Ni和Mg-Ni合金在类离子液体中的电沉积属于三维瞬时形核模型;当槽电压为2.3V、温度为353K、镁离子和镍离子摩尔浓度均为0.1 mol·L-1时,沉积层中镁的含量最高,其质量分数为12.13%。采用ChCl-urea-EG-Ni2O3-ZnO类离子液体为电解液,在以镀铜铁片为工作电极、铂电极为对电极、高纯银丝为参比电极的三电极体系中,采用恒电位电沉积制备出了颗粒尺寸均匀且镀层致密平整的Zn-Ni合金镀层。采用循环伏安法、塔菲尔曲线测试等多种电化学测试手段,系统地研究了 Ni、Zn和Zn-Ni合金在该体系中的电沉积行为,并运用XRF、XRD、SEM等检测手段对镀层的成分、形貌进行分析。结果表明:Ni（Ⅱ）的加入导致ChCl-urea-EG-ZnO体系中循环伏安曲线的起始还原电位正移,形核过电位增大,在正扫的过程中Zn的氧化峰发生了正移,因此,形成了锌镍合金;温度为353K、Ni2O3为5g/L、ZnO为2g/L,沉积电位为-1.3V时,可以得到耐腐蚀性能相对最好的Zn0.85Ni0.15合金镀层;在-1.3V沉积得到的Zn0.85Ni0.15合金的腐蚀电流最小,为0.4μA/cm2,腐蚀电位为-934mV,其耐腐蚀性能最好;Zn0.85Ni0.15合金镀层在Nyquist图谱的高频区表现出最大的容抗弧半圆直径,由于其具有最大的Rct,因此其具有最高的极化电阻。
