《Electrochimica Acta》：Sustainable Ionic Liquid Anodization and Neodymium Doping of AS21 Magnesium Alloy for the electrical and automotive industries
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采用掺杂镧的胆碱-草酸离子液体电解质对AS21镁合金进行电化学阳极氧化，成功制备多孔阳极膜和碳酸镁涂层，显著提升耐腐蚀性，为汽车和电气行业提供可持续表面处理方案。
P. Roncagliolo-Barrera | D. Huarte-Nolasco | F.J. Rodríguez-Gómez
墨西哥国立自治大学（U.N.A.M.）化学系，冶金工程系，墨西哥城，墨西哥
摘要
轻质镁合金（如AS21）对于提高汽车行业的燃油效率和减少排放至关重要。本研究提出了一种创新且可持续的电化学阳极氧化方法，用于AS21镁合金。该方法采用了一种独特的离子液体电解质，该电解质由氢氧化胆碱和草酸组成，并通过钕（Nd）掺杂进行了改进。该工艺成功制备出了多孔阳极膜和耐用的碳酸镁涂层，显著提升了材料的耐腐蚀性。通过电沉积实现的钕掺杂增强了孔隙强度，并赋予了优异的防腐性能。电沉积的钕减少了局部腐蚀现象，同时提高了涂层的硬度和耐磨性。这项研究为离子液体阳极氧化技术在复杂镁合金中的应用提供了新的可能性，对电气和汽车行业具有潜在意义。
章节摘录
引言
如今，随着各行业向高效电动汽车（EV）和轻质航空航天系统的发展，AS21镁合金（Mg-2Al-1Si）的应用日益广泛。与其他基于镁的合金（如AZ或AM系列）相比，AS21合金具有更低的生产成本。其优异的散热性能（热导率）和高比强度是这一合金的主要优势，这些特性有助于延长电动汽车电池壳体的使用寿命，同时确保安全性。
材料表征
AS21合金是在实验室电阻炉中，使用高纯度氧化铝坩埚熔炼制备的。起始原料包括商业纯镁、纯铝、Al-50% Si中间合金以及MnCl?颗粒（质量占比0.9%）。熔炼前，熔炼腔体被抽至1×10?3 atm的压力，并用氩气冲洗三次，然后在12 kW的功率下熔炼30分钟。熔化完成后，将熔融合金浇铸到不锈钢模具中，并在700°C下保持30分钟。
阳极氧化的电化学评估
采用电化学阻抗谱（EIS）技术评估了阳极氧化过程，并将孔隙电阻与阳极氧化效果进行了关联分析。图1展示了在0°C和75°C、不同电压下使用胆碱-草酸电解质对AS21合金进行阳极氧化后的EIS、SEM和EDS结果。表1总结了从Nyquist图等效电路（EEC）拟合中获得的电化学参数。
图1(b)展示了所使用的等效电路示意图。
结论
本研究证明了通过离子液体阳极氧化和钕掺杂可以有效改善AS21镁合金的表面性能。实验结果表明，选定的阳极氧化参数优化了孔隙结构，从而提升了材料的电化学性能和耐腐蚀性。钕的引入不仅改善了涂层的机械性能，还提供了长期的防腐保护，进一步凸显了其在汽车和电气领域的应用潜力。
作者贡献
Paola Roncagliolo Barrera：概念设计、方法论研究、数据分析、初稿撰写与修订、资金申请、项目监督管理。Diego Huarte Nolasco：方法论研究、初稿撰写。Francisco Javier Rodríguez-Gómez：研究工作、数据分析、文本审阅与编辑、资金申请。
作者贡献声明
P. Roncagliolo-Barrera：初稿撰写、方法论研究、数据分析、概念构建。D. Huarte-Nolasco：初稿撰写、数据分析。F.J. Rodríguez-Gómez：文本审阅与编辑、方法论研究、数据分析、概念构建。
