·770 工程科学学报，第38卷，第6期 以看到，在商业纯铝上，锌沉积5s时，锌核在某些位置 的扫描电镜照片.可以看到在锌沉积初期，锌核同样 优先形成，但数量少且覆盖面积小.随沉积时间延长 在某些位置优先形成，但相对于商业纯铝，锌核的致密 至15s,如图5(b),可以看出零散分布的锌核，在这些 性和覆盖面积要大得多，表明在相同时间内超硬铝合 优先形核位置聚集，形成较大的锌团簇，但锌团簇数量 金能够形成更多锌核.沉积时间延长至15s时，如图5 较少，并彼此隔离.图5()为超硬铝上电沉积锌5s (d),可以看出合金表面基本被全部覆盖. 图5商业纯铝和超硬铝在0.05Acm2电流密度下，初期形核扫描电镜照片.(a)商业纯铝电沉积5s:(b)商业纯铝电沉积15s:()超硬 铝电沉积5s:(d)超硬铝电沉积15s Fig.5 SEM images showing initial zine nucleation on the commercial pure aluminum and super high strength aluminum alloy at a current density of 0.05 A.cm:(a)electrodeposition for5s on the commercial pure aluminum:(b)electrodeposition for 15s on the commercial pure aluminum:(c) electrodeposition for 5 s on the super high strength aluminum alloy:(d)electrodeposition for 15 s on the super high strength aluminum alloy 综上分析表明，锌成核数量和速率与铝合金成分 密切相关，铝合金中析出相对形核有促进作用.这一 (101) 结论与G汕等-研究铝合金中析出相对锌沉积的影 002) 超硬铝 响而得出析出相能够促进锌成核的结果一致。 (100) (102) (103K110)。(004 200201 2.3沉积锌结晶取向分析 两种铝合金上沉积锌的X射线衍射分析图谱如 图6所示.由图可以看出两种阴极上沉积锌的衍射峰 商业纯铝 的强度均是按以下顺序递减：(101)，(002)，(100)， (102).这说明锌在两种阴极上长时间沉积后的锌的 40 50.60 708090 结晶取向没有发生改变 20) 2.4锌沉积动力学 图6两种铝合金X射线衍射图谱 图2为不同材质阴极极化曲线.过电位？与电流 Fig.6 XRD patterns of the two alloys 密度i之间存在如下关系： n=a +blg i, (1) 图7)，用Origin8.0对图7中曲线数据进行拟合，其结 a=2303R7 果如表1所示. anF g io' (2) 表1沉积锌动力学参数 6-2.303R41gi Table 1 Kinetic parameters of zinc deposition anF (3) 阴极试样 n/V b io/(A.cm-2) 式中：a为传递系数；n为反应电子数：F为法拉第常 商业纯铝 0.159 0.182 0.018 7.74×10-1 数：T为温度，K;为交换电流密度：R为摩尔气体常 超硬铝合金0.109 0.264 0.119 6.07×10-3 数.将图2测得的阴极极化曲线转化为？g曲线（如 注：过电位7在0.05Acm2的电流密度下计算工程科学学报，第 38 卷，第 6 期 以看到，在商业纯铝上，锌沉积 5 s 时，锌核在某些位置 优先形成，但数量少且覆盖面积小． 随沉积时间延长 至 15 s，如图 5( b) ，可以看出零散分布的锌核，在这些 优先形核位置聚集，形成较大的锌团簇，但锌团簇数量 较少，并彼此隔离． 图 5( c) 为超硬铝上电沉积锌 5 s 的扫描电镜照片． 可以看到在锌沉积初期，锌核同样 在某些位置优先形成，但相对于商业纯铝，锌核的致密 性和覆盖面积要大得多，表明在相同时间内超硬铝合 金能够形成更多锌核． 沉积时间延长至 15 s 时，如图 5 ( d) ，可以看出合金表面基本被全部覆盖． 图 5 商业纯铝和超硬铝在 0. 05 A·cm － 2电流密度下，初期形核扫描电镜照片． ( a) 商业纯铝电沉积 5 s; ( b) 商业纯铝电沉积 15 s; ( c) 超硬 铝电沉积 5 s; ( d) 超硬铝电沉积 15 s Fig． 5 SEM images showing initial zinc nucleation on the commercial pure aluminum and super high strength aluminum alloy at a current density of 0. 05 A·cm － 2 : ( a) electrodeposition for 5 s on the commercial pure aluminum; ( b) electrodeposition for 15 s on the commercial pure aluminum; ( c) electrodeposition for 5 s on the super high strength aluminum alloy; ( d) electrodeposition for 15 s on the super high strength aluminum alloy 综上分析表明，锌成核数量和速率与铝合金成分 密切相关，铝合金中析出相对形核有促进作用． 这一 结论与 Gu 等［11--12］研究铝合金中析出相对锌沉积的影 响而得出析出相能够促进锌成核的结果一致． 2. 3 沉积锌结晶取向分析 两种铝合金上沉积锌的 X 射线衍射分析图谱如 图 6 所示． 由图可以看出两种阴极上沉积锌的衍射峰 的强度均是按以下顺序递减: ( 101) ，( 002) ，( 100) ， ( 102) ． 这说明锌在两种阴极上长时间沉积后的锌的 结晶取向没有发生改变． 2. 4 锌沉积动力学 图 2 为不同材质阴极极化曲线． 过电位 η 与电流 密度 i 之间存在如下关系: η = a + blg i， ( 1) a = 2. 303ＲT αnF lg i0， ( 2) b = 2. 303ＲT αnF lg i． ( 3) 式中: α 为传递系数; n 为反应电子数; F 为法拉第常 数; T 为温度，K; i0 为交换电流密度; Ｒ 为摩尔气体常 数． 将图 2 测得的阴极极化曲线转化为 η--lgi 曲线( 如 图 6 两种铝合金 X 射线衍射图谱 Fig． 6 XＲD patterns of the two alloys 图 7) ，用 Origin8. 0 对图 7 中曲线数据进行拟合，其结 果如表 1 所示． 表 1 沉积锌动力学参数 Table 1 Kinetic parameters of zinc deposition 阴极试样 η /V a b i0 /( A·cm － 2 ) 商业纯铝 0. 159 0. 182 0. 018 7. 74 × 10 － 11 超硬铝合金 0. 109 0. 264 0. 119 6. 07 × 10 － 3 注: 过电位 η 在 0. 05 A·cm － 2的电流密度下计算． · 077 ·