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颗粒增强金属基复合材料由于表现出优于纯金属材料的物理和机械性能而得到青睐,但是复合材料的制备工艺一般都比较复杂需要高温甚至高压,生产成本很高。实际上,很多情况下只需在廉价材料表面制备一层满足使用要求的金属基复合涂层就能发挥整体实心金属基复合材料的功能了,这既节约了资源又降低了成本。复合电沉积技术具有操作简单、成本低和适合任意形状基体且涂层厚度可控等优点而被认为是最有前景的制备复合涂层的方法。目前,复合电沉积技术的研究主要还是以水溶液为电解液,这使得复合电沉积技术在制备水溶液中无法电沉积的那一类金属基复合涂层方面受到限制。本研究以摩尔比为2：1的酸性AlCl3-氯化1-甲基-3-乙基咪唑(EMIC)为电解液,在其中加入浓度0-50g/L的纳米α-Al2O3颗粒,采用恒电流模式,成功制备了Al-Al2O3复合涂层。用XRD、SEM等手段,研究了Al2O3颗粒共沉积对Al电沉积的影响。Al2O3颗粒在2：1的酸性AlCl3-EMIC离子液体中具有良好的分散性,复合镀层中Al2O3颗粒浓度随镀液中Al2O3颗粒浓度的增加呈先增加,后降低的趋势,降低的原因与颗粒的团聚有关。Al2O3颗粒的共沉积使复合镀层沿(200)面择优生长,镀层外表面平整光滑。镀层中的晶粒尺寸随镀液中Al2O3颗粒浓度的增加而减小。Al2O3颗粒弥散强化及镀层晶粒细化效应,使Al-Al2O3复合镀层的硬度得到显著提高。此外,Al2O3颗粒共沉积引起Al晶格发生畸变,并在一定程度上降低Al的电沉积速率。还研究了镀覆有纯Al和Al-Al2O3复合涂层的1Cr17分别在高于和低于铝熔点的温度的热处理行为。结果表明,不论是高温还是低温下热处理Al-Al2O3复合涂层中的Al2O3颗粒都阻碍了涂层中Al原子向基体的扩散。在高于Al熔点670℃下,Al2O3颗粒只所以能对Al原子的扩散起到阻碍作用是因为其降低了部分Al原子的活性。最终随着热处理时间的复合涂层还是会完全与基体发生扩散反应。但是在低于Al熔点的600℃下,Al2O3颗粒之所以能阻碍Al原子的扩散是因为其在界面的集聚。界面处的Al向基体内扩散,遗留下来的Al2O3颗粒在原始镀层和合金层的界面发生集聚,从而阻碍Al的进一步扩散。同时随着热处理的进行有更多的Al2O3颗粒在界面集聚形成Al2O3聚集层,因此随着热处理时间的延长Al2O3颗粒对Al原子扩散的阻碍作用越来越大。