指導教授：王聖璋學　　生：林宏錡

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• 前　　言• 實驗方法• 結果與討論• 結　　論

前　　言　　在本文中，在碳鋼上電沉積鋁，是用於靜態恆流技術，而此技術關鍵在於兩項條件為離子液體及溫度，以下：

• AlCl3/[bmim]Cl(1-butyl-3-methylimidazolium chloride) ionic liquid

• variable temperatures （ 308-328 K ）•　電化沉積鋁只能在 Lews 酸性條件下執行，以下為氧化還原反應式：

4Al2Cl7- 　+ 　 3e- 　→　 Al 　 +　 7AlCl4

-

•　　且本文結果，主要在於研究表面形貌及晶體取向上的電流密度和溫度變化的影響。

實驗方法首先為 acidic electrolyte 的製備過程

• + (with molar ratio of 2:1)

以上過程需不斷攪拌及在氮氣空間 (手套箱 )下進行

AlCl3 [bmim]Cl

AlCl3/[bmim]Cl

• 1

參考電極

輔助電極工作電極

沉浸至 NaOH

DI Water清洗

NaOH+HCl(20~30%)沉浸

DI Water清洗

鋁線，純度：99.99%

鋁板，純度：99.00% 低碳鋼

三電極系統：前處理

三電極系統：前處理

利用砂紙將表面均勻研磨

沉浸至鹽酸 (37%)＋硫酸（ 98%） DI Water清洗

工作電極

浸入二氯甲烷脫脂

沉積及後處理•以下沉積實驗需在充滿氮氣 (手套箱 )中處理：

AlCl3/[bmim]Cl

三電極系統 (溫度： 308K/318K/328K，攪拌速度： 0.5h)

酒精 +DI Water 空氣乾燥

SEM / EDAX

結果與討論• 本文實驗以 SEM 及 EDAX 至以下分析：

• 1) Effect of current density on the surface morphology

• 2) Effect of temperature on the surface morphology

• 3) Effect of current density on the crystal structure and orientation of aluminium coatings

• 4) Effect of temperature on the orientation of aluminium coatings

current density： 16 mA/cm2 thickness： 9.19μm




1) Effect of current density on the surface morphology

2) Effect of temperature on the surface morphology

current density： 20 mA/cm2 thickness： 10.50μmtemperature： 328K

(3b)


(1c)


(2c) 相同電流密度不同溫度比較情下，以下：(1c) 粗糙結構(2c) 球型結構(3b) 鱗片狀結構




(1d)

(2d)

(3c)

相同電流密度不同溫度比較情下，以下：(1d) 小顆粒群聚(2d) 刮痕及非球型顆粒(3c) 針狀顆粒

3) Effect of current density on the crystal structure and orientation of aluminium coatings

導致 Al及 Fe 氧化基板

整合 (111),(200),(220),(222) 以下方表達式計算至 Fig.6~8 表示：

temperature： 318Kcurrent dnesity： 20 mA/cm2


Fig. 6. (200) 在 16 mA/cm2 下強度攀高　　　　後則下降。 (222) 則強度由弱轉　　　強。 (111),(220),(311) 則都處於強度較弱的情況下。

Fig. 7. (200) 在 20 mA/cm2 強度高點。

Fig. 8. (222) 與 (200) 明顯在 16mA/cm2 強度轉弱，但在 20 mA/cm2 後 (222) 強度劇降 (200) 則往上攀升。

整合 (111),(200),(220),(222) 以下方表達式計算至 Fig.9~12 表示：



4) Effect of temperature on the orientation of aluminium coatings

　　低電流密度 (12 mA/cm2 ， 16 mA/cm2 ) 以 (222) 情況下，在 328K 的溫度下強度明顯上升。

　　相較之下，高電流密度 (20mA/cm2 ， 24 mA/cm2) 在 (222) 的情況下，強度在 328K 的溫度下則明顯下降。

結　　論• 1) 溫度 308K 及 318K 隨著電流密度上升下， (200) 的晶體取向強度由強轉弱， (222) 則由弱轉強。但溫度 328K 的情況下，(200) 反而由弱轉強， (222) 則由弱劇降。

• 2) 低電流密度 (12 mA/cm2 ， 16 mA/cm2 ) 以 (222) 情況下，在 328K 的溫度下強度明顯上升。但若以高電流密度 (20mA/cm2 ，24 mA/cm2) 在 (222) 的情況下，強度在 328K 的溫度下則明顯下降。

謝謝聆聽

指導教授：王聖璋 學 生：林宏錡

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