电沉积金属或合金镀层是一种简单有效的表面处理方法，通常在水溶液中进行。但是，水溶液中的电沉积存在着电化学窗口窄、阴极析氢反应、金属钝化、废水处理等问题，其应用受到了一定程度的限制。用离子液体代替水溶液作为电解质来进行电沉积为解决上述问题提供了可能的途径。在各种离子液体中，氯化胆碱-尿素离子液体不仅具有常规离子液体的优点，而且价格便宜，对水和空气稳定。

本文选用氯化胆碱-尿素离子液体作为电解质，采用循环伏安法和计时电流法研究了Ni-P、Zn-Ni和Zn-Co合金镀层的沉积行为以及沉积参数对沉积过程的影响，在此基础上，探讨了沉积参数对合金镀层化学组成、表面形貌、晶体结构及性能等的影响。获得的主要研究结果如下：

1. 考察了Ni-P合金镀层的电沉积过程。结果表明，NaH₂PO₂可以促进Ni-P的成核，随阶跃电位负移，其电结晶方式由三维连续成核转变为三维瞬时成核。电流密度、NaH₂PO₂浓度和柠檬酸浓度可以影响Ni-P合金镀层中的磷含量，从而影响其形貌及结构。随着磷含量的提高，合金镀层的耐蚀性提高；其硬度先升高后降低。

2. 研究了Zn-Ni合金的电沉积过程。结果发现，在80 ℃条件下，Zn-Ni合金的电沉积方式为正常沉积，Ni先于Zn发生还原；其电结晶遵循扩散控制的三维瞬时成核。另外，NiCl₂ 浓度的增加能够促进其成核，但未改变其成核/生长方式；温度升高能促进其晶粒生长，共沉积方式由异常沉积转变为正常沉积。随沉积电位正移、NiCl₂浓度增加，Zn-Ni镀层中Ni含量升高，结晶度提高；升高沉积温度，有利于镀层中Ni含量增加。随Ni含量的增加，Zn-Ni 镀层的耐蚀性逐渐提高。相较于纯Zn、纯Ni镀层，所制备的Zn-Ni镀层在干摩擦条件下具有低的摩擦系数，表现出较好的摩擦学性能。

3. 探讨了Zn-Co合金的电沉积过程。非活泼金属Co先于Zn发生沉积，为正常沉积过程；其电结晶遵循三维瞬时成核方式。考察了电化学参数对其沉积过程的影响，结果发现，CoCl₂ 浓度增加、温度降低均可促进晶体成核，但并未改变其沉积方式和晶体成核机理。随着沉积电位负移，Zn-Co镀层中Co含量和γ固溶体含量降低，η固溶体含量升高。随着CoCl₂浓度增加，Co含量升高，Zn-Co镀层的晶粒从微米级变为纳米级，镀层更加均匀、平整、致密。温度升高导致Co含量升高，γ固溶体含量升高，η固溶体含量降低。

4. 在镁合金表面电沉积制备Zn-Co镀层。系统研究了随着Co²⁺浓度的变化，Zn-Co镀层的组成、表面形貌和结构的变化规律，并制备高Co含量(>60wt%)的合金镀层。Co含量为3.92 wt%的Zn-Co镀层具有微纳米粗糙结构，经硬脂酸修饰后，获得了超疏水表面。此超疏水表面具有较好的机械稳定性，并显著提高了镁合金的耐蚀性。