《Electrochimica Acta》：Sustainable Ionic Liquid Anodization and Neodymium Doping of AS21 Magnesium Alloy for the electrical and automotive industries
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采用摻雜鑭的膽堿-草酸離子液體電解質(zhì)對AS21鎂合金進行電化學(xué)陽極氧化，成功制備多孔陽極膜和碳酸鎂涂層，顯著提升耐腐蝕性，為汽車和電氣行業(yè)提供可持續(xù)表面處理方案。
P. Roncagliolo-Barrera | D. Huarte-Nolasco | F.J. Rodríguez-Gómez
墨西哥國立自治大學(xué)（U.N.A.M.）化學(xué)系，冶金工程系，墨西哥城，墨西哥
摘要
輕質(zhì)鎂合金（如AS21）對于提高汽車行業(yè)的燃油效率和減少排放至關(guān)重要。本研究提出了一種創(chuàng)新且可持續(xù)的電化學(xué)陽極氧化方法，用于AS21鎂合金。該方法采用了一種獨特的離子液體電解質(zhì)，該電解質(zhì)由氫氧化膽堿和草酸組成，并通過釹（Nd）摻雜進行了改進。該工藝成功制備出了多孔陽極膜和耐用的碳酸鎂涂層，顯著提升了材料的耐腐蝕性。通過電沉積實現(xiàn)的釹摻雜增強了孔隙強度，并賦予了優(yōu)異的防腐性能。電沉積的釹減少了局部腐蝕現(xiàn)象，同時提高了涂層的硬度和耐磨性。這項研究為離子液體陽極氧化技術(shù)在復(fù)雜鎂合金中的應(yīng)用提供了新的可能性，對電氣和汽車行業(yè)具有潛在意義。
章節(jié)摘錄
引言
如今，隨著各行業(yè)向高效電動汽車（EV）和輕質(zhì)航空航天系統(tǒng)的發(fā)展，AS21鎂合金（Mg-2Al-1Si）的應(yīng)用日益廣泛。與其他基于鎂的合金（如AZ或AM系列）相比，AS21合金具有更低的生產(chǎn)成本。其優(yōu)異的散熱性能（熱導(dǎo)率）和高比強度是這一合金的主要優(yōu)勢，這些特性有助于延長電動汽車電池殼體的使用壽命，同時確保安全性。
材料表征
AS21合金是在實驗室電阻爐中，使用高純度氧化鋁坩堝熔煉制備的。起始原料包括商業(yè)純鎂、純鋁、Al-50% Si中間合金以及MnCl?顆粒（質(zhì)量占比0.9%）。熔煉前，熔煉腔體被抽至1×10?3 atm的壓力，并用氬氣沖洗三次，然后在12 kW的功率下熔煉30分鐘。熔化完成后，將熔融合金澆鑄到不銹鋼模具中，并在700°C下保持30分鐘。
陽極氧化的電化學(xué)評估
采用電化學(xué)阻抗譜（EIS）技術(shù)評估了陽極氧化過程，并將孔隙電阻與陽極氧化效果進行了關(guān)聯(lián)分析。圖1展示了在0°C和75°C、不同電壓下使用膽堿-草酸電解質(zhì)對AS21合金進行陽極氧化后的EIS、SEM和EDS結(jié)果。表1總結(jié)了從Nyquist圖等效電路（EEC）擬合中獲得的電化學(xué)參數(shù)。
圖1(b)展示了所使用的等效電路示意圖。
結(jié)論
本研究證明了通過離子液體陽極氧化和釹摻雜可以有效改善AS21鎂合金的表面性能。實驗結(jié)果表明，選定的陽極氧化參數(shù)優(yōu)化了孔隙結(jié)構(gòu)，從而提升了材料的電化學(xué)性能和耐腐蝕性。釹的引入不僅改善了涂層的機械性能，還提供了長期的防腐保護，進一步凸顯了其在汽車和電氣領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
作者貢獻
Paola Roncagliolo Barrera：概念設(shè)計、方法論研究、數(shù)據(jù)分析、初稿撰寫與修訂、資金申請、項目監(jiān)督管理。Diego Huarte Nolasco：方法論研究、初稿撰寫。Francisco Javier Rodríguez-Gómez：研究工作、數(shù)據(jù)分析、文本審閱與編輯、資金申請。
作者貢獻聲明
P. Roncagliolo-Barrera：初稿撰寫、方法論研究、數(shù)據(jù)分析、概念構(gòu)建。D. Huarte-Nolasco：初稿撰寫、數(shù)據(jù)分析。F.J. Rodríguez-Gómez：文本審閱與編輯、方法論研究、數(shù)據(jù)分析、概念構(gòu)建。
