摘要：在190℃的AlCl3-NaCl-KCl共融盐中，对321型不锈钢板进行脉冲镀铝和直流镀铝，在钢板上获得银白色铝镀层。X射线衍射结果表明，两种情况均得到面心立方结构的铝，但脉冲镀铝所得的铝晶粒较小。对镀铝层的性能测试分析，发现厚度同为10μm的铝镀层，脉冲镀层的硬度比直流

　　镀层的高HV65，且脉冲镀层在耐蚀性和与不锈钢基体的结合力上明显优于直流镀层的。

　　关键词：无机熔盐；脉冲电镀；铝镀层；性能

　　电镀铝层具有良好的光泽性、耐蚀性、抗氧化性等，是一种理想的钢铁和其他材料的防护层，且电镀铝无毒、无氢脆，具有广泛的应用前景[1-2]。但由于铝的标准电位为-1.66V，不能从水溶液中沉积出来，只能在非水溶液中电镀铝。随着熔盐电化学的应用和发展，熔盐电镀越来越引起了人们的关注。李庆峰[3]、牛洪军[4]、B.Nayk[5]等都在AlCl3-NaCl熔融盐体系中得到了电镀铝层。邱竹贤[6]、孙淑萍[7]、M.Rostom[8]等在AlCl3-NaCl-KCl熔融盐中直流电镀得到了Al-Mn、Al-Ni等合金电镀层。但采用直流电镀只有电流I一个电参数，直流电镀中明显的浓差极化对电镀造成不利影响；脉冲电镀则有脉冲宽度ton、脉冲间隙toff和脉冲电流幅度Ip三个主要电参数，通过改变这三个参数，可以在更宽的范围内改变电镀条件，从而获得性能更优良的镀层[9]。

　　本文以不锈钢板为基体，在AlCl3-NaCl-KCl熔融盐中得到铝镀层，重点比较了脉冲电镀与直流电镀所得铝镀层在微观结构、硬度、耐蚀性和与基体结合力方面的差异。

　　1  试验部分

　　1.1  熔盐的制备

　　分析纯无水AlCl3在400℃下真空干燥5h，分析纯NaCl、KCl在250℃下真空干燥5h。在N2气氛的手套箱中，将AlCl3、NaCl、KCl按照一定的质量比在烧杯中混合均匀，加热至190℃熔融后，通入干燥HCl气体脱水2h。控制电流密度为0.5 mA／cm2，预电解熔盐4h。

　　1.2 电镀

　　以w（Al）=99.8％、厚度为5mm的铝片为阳极，经打磨、除油、除锈、电化学活化的321型不锈钢板（规格20mm×40mm×1mm）为阴极，在OLTM-50型数控双脉冲电镀电源控制下，分别进行脉冲电镀和直流镀，电镀在Ar气氛的手套箱中进行。

1.3 镀层微观结构表征

　　XRD测试在SIMENS－D500型全自动Ⅹ射线衍射仪上进行，CuKa辐射，管电压为30kV，电流为30mA，扫描速率为4°／min。

　　1.4 镀层性能测试

　　铝镀层厚度采用德国尼科斯博士自动化仪器有限公司QuaNix7500型涂层测厚仪测量；硬度采用HV-5型小负荷维氏硬度计测定；耐蚀性采用静态浸泡失重法测定；与基体结合力采用急冷法和反复弯折法测定。

　　2 试验结果与讨论

　　直流镀时，将电流密度控制在40mA／cm2。脉冲镀时，脉冲频率为1000Hz。脉冲峰值电流密度ip为40mA／cm2，工作比定为20％。图2为脉冲电镀所用脉冲电流波形示意图。

　　2.1 铝镀层的微观结构分析

　　电镀一段时间后，将镀件从熔盐中取出，冷却后清洗，不锈钢表面都能得到银白色铝镀层，且直流镀所得镀层明显比较粗糙，表面所沉积铝的颗粒较大。为更深入地研究镀层的微观结构，分别对脉冲镀和直流镀所得的铝镀层进行X射线衍射分析