锌及其合金具有优异的耐腐蚀性能,工业生产中常采用电沉积法制备锌及锌镍（Zn-Ni）合金,但是电沉积制备锌及锌镍合金过程中析氢严重,经常导致镀层发生氢脆,且电解液后期处理容易造成二次污染,如何解决上述问题一直是研究重点。本文研究了在氯化胆碱-尿素（CU）体系中电沉积锌及锌镍合金的工艺。采用单因素试验方法对CU体系中电沉积锌的工艺研究,并利用电化学工作站、显微硬度仪和激光共聚焦显微镜对镀层的性能进行分析,结果表明在工艺条件为锌盐浓度0.5 mol·L-1,沉积温度70℃,沉积时间20 min,电流密度为1.2A·dm-2。此时沉积出的锌镀层腐蚀电位为-0.982 V,腐蚀电流密度为2.114×10-5A·cm-2,阻抗值为650Ω·cm~2,显微硬度为109 Hv,表面粗糙度为0.498μm。采用响应面法对电沉积锌工艺条件进行优化,得到最优工艺条件为锌盐浓度0.52mol·L-1,沉积温度70.77℃,沉积时间21.12 min,电流密度为1.20 A·dm-2,预测估计获得的锌镀层的阻抗值为652Ω·cm~2。采用线性扫描伏安法、循环伏安法和计时电流法对CU体系中的Zn2+的电化学行为进行研究,结果表明Zn的电沉积过程是受扩散控制的不可逆电极反应,Zn2+的平均扩散系数为2.986×10-8 cm~2·s-1并且遵循三维瞬时成核方式。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对锌镀层形貌和物相组成进行分析,结果为锌镀层的表面形貌随着电流密度的转变,由不规则多边形向规则的六边形转变并且使锌晶体发生择优取向。采用单因素试验方法对CU体系中Zn-Ni合金电沉积的工艺研究,并利用电化学工作站、显微硬度仪和激光共聚焦显微镜对镀层的性能进行分析,结果表明在工艺条件为镍盐浓度0.2 mol·L-1,沉积温度75℃,沉积时间30 min,电流密度为1.75 A·dm-2。此时沉积出的Zn-Ni镀层腐蚀电位为-0.338 V,腐蚀电流密度为4.113×10-6 A·cm-2,阻抗值为6442Ω·cm~2,显微硬度为176 Hv,表面粗糙度为0.435μm。采用响应面法对电沉积锌镍合金工艺条件进行优化,最优工艺条件为镍盐浓度0.20 mol·L-1,沉积温度78.61℃,沉积时间30.50 min,电流密度为1.76A·dm-2,预测估计获得的锌镍合金镀层的阻抗值为6556Ω·cm~2。采用傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见-近红外分光光度计对CU体系的稳定性进行研究,研究表明Zn2+与CU体系未产生发色团反应,Ni2+以四面体配位结构或者八面体配位结构存在,CU的性质和稳定性没有发生改变。循环伏安法和计时电流法对CU体系中的Zn-Ni离子的电化学行为进行研究,结果表明Zn-Ni合金的电沉积过程是受扩散控制的不可逆电极反应,二元合金离子的平均扩散系数为2.20×10-6 cm~2·s-1,并且遵循三维瞬时成核方式。采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对锌镀层形貌和物相组成进行分析,Zn-Ni合金镀层的表面形貌随着电流密度的变大而改变,沉积物为Ni（Zn）置换固溶体。采用循环伏安法、计时电流法研究了添加剂NH4Cl对锌镍合金的电化学行为的影响。结果表明,NH4Cl的加入时Zn-Ni合金的还原峰发生正移,但Zn-Ni合金的氧化还原过程均为扩散步骤控制下的不可逆电极反应,NH4Cl的加入改变其Zn-Ni合金的形核方式,NH4Cl的加入使Zn-Ni合金的耐腐性能提高,锌的含量减少,晶粒尺寸变小。