化学镀Ni-W-P薄膜的制备及其耐蚀性能的研究

目的 制备Ni-W-P合金薄膜并研究其耐蚀性.方法 在碱性镀液(pH=11)中,以次亚磷酸钠为还原剂,柠檬酸钠为络合剂,以铜锌合金为基材,采用化学镀制备Ni-W-P薄膜.通过X射线荧光仪、SEM、电化学极化曲线等方法 ,研究还原剂次亚磷酸钠浓度、络合剂柠檬酸钠浓度以及反应时间对薄膜厚度、表面形貌和耐蚀性的影响.结果 固定其他参数不变的条件下,在还原剂浓度为0.2 mol/L及络合剂浓度为0.26 mol/L时薄膜厚度最大,分别为0.2975、0.1978μm.随着次亚磷酸钠浓度的增大,Ni-W-P薄膜表面致密度增加,孔隙率减少.当次亚磷酸钠的浓度为0.1 mol/L时,薄膜表面的颗粒较细小,孔隙较多;当次亚磷酸钠的浓度为0.4 mol/L时,薄膜表面的孔隙明显减少,表面更加均匀且致密度变好;络合剂和还原剂的改变对薄膜腐蚀电位没有明显影响,腐蚀电流密度在还原剂浓度为0.4 mol/L、络合剂浓度为0.28 mol/L时达到最小,分别为2.38×10-6、2.23×10-6 A/cm2;随着络合剂和还原剂浓度的增大,薄膜表面趋于致密;随着反应时间的增加,膜层厚度明显增大,腐蚀电流密度随着时间的增加而减小,化学镀4 h薄膜腐蚀电流密度最小,为1.679×10-6 A/cm2.Ni-W-P薄膜厚度可达到4.14μm.结论 还原剂浓度为0.4 mol/L,络合剂浓度为0.28 mol/L时,薄膜的耐蚀性最好,反应时间的延长有利于薄膜耐蚀性能的优化.     

水溶液中电沉积C0-La薄膜及其性能研究

在氨基乙酸为络合剂的水溶液中采用恒电位法沉积出Co-La薄膜,分别研究了pH、沉积电位对镀层结构的影响.结果表明,在镀液pH=4.5时随沉积电位负移,镀层中La含量先增后减;当沉积电位为-1.050 V(vs. SCE),镀液pH值从4.05至4.90变化时,镀层中La含量增大.循环伏安实验证实:Co-La沉积属诱导共沉积.采用XRD研究了镀层的晶化行为,结果表明:镀态镀层含有Co(hcp)相和非晶相,700℃热处理后晶化为Co-La(fcc)固溶体和Co13La合金相.电化学实验表明,Co-La电极比纯Co电极具有更好的析氢电催化活性.Co-La薄膜具有优异的硬磁性能.     

水溶液中电沉积Co-La薄膜及其性能研究

在氨基乙酸为络合剂的水溶液中采用恒电位法沉积出Co-La薄膜,分别研究了pH、沉积电位对镀层结构的影响。结果表明,在镀液pH=4.5时随沉积电位负移,镀层中La含量先增后减;当沉积电位为–1.050V（vs.SCE）,镀液pH值从4.05至4.90变化时,镀层中La含量增大。循环伏安实验证实：Co-La沉积属诱导共沉积。采用XRD研究了镀层的晶化行为,结果表明：镀态镀层含有Co（hcp）相和非晶相,700℃热处理后晶化为Co-La（fcc）固溶体和Co13La合金相。电化学实验表明,Co-La电极比纯Co电极具有更好的析氢电催化活性。Co-La薄膜具有优异的硬磁性能。     

铜离子对工业电解液中镍电结晶行为的影响EI北大核心CSCD

研究铜离子浓度对工业电解液中镍电结晶过程的影响。采用传统三电极体系,通过阴极极化法、循环伏安法、计时电流法分析铜离子对镍电结晶初期行为的影响。利用电位阶跃和霍尔槽实验制备沉积层并通过SEM观察其微观组织形貌,通过XRD分析其择优生长取向。结果表明:不同质量浓度铜离子的加入使得镍电结晶过电位降低,镍的起始沉积电位发生正移,但并不改变镍形核/长大的生长方式。铜离子的加入使镍形核弛豫时间t_(m)逐渐缩短,峰电流I_(m)逐渐增大;当铜离子质量浓度为0.5和1.0 g/L、阶跃电位为−0.85 V时,镍电结晶处于三维连续形核和三维瞬时形核之间;当阶跃电位处于−0.90~−1.00 V时,接近于三维瞬时形核。随着铜离子浓度增大到1.5 g/L、2.0 g/L时,镍电结晶由三维连续形核转变为三维瞬时形核;镍−铜电解液在电沉积过程中更适用于三维瞬时形核/生长机制。随着铜离子的引入,镍和铜发生共沉积,沉积层晶粒尺寸变大;沉积层的形貌由最初的小圆球颗粒逐渐变为金字塔状,生长方式以螺旋位错生长方式为主,晶粒逐渐由(111)面转变为(111)、(220)面生长。     

Co-Cu合金电镀工艺研究及其后续尖晶石涂层的制备探索

以柠檬酸盐为络合剂在铁素体不锈钢表面电镀Cu-Co合金,重点研究镀液pH值和沉积电位对电镀过程和镀层微观结构的影响。结果表明,在pH值为4~6镀液中Cu~(2+)与柠檬酸盐几乎完全络合,而Co~(2+)则以简单离子存在,络合Cu~(2+)与简单Co~(2+)的沉积电位相近,可实现Cu-Co合金共沉积。当pH值为4时镀层成分稳定性较佳。在pH值为4、沉积电位为-0.9~-1.1 VSCE时,随着电位值的增大镀层中Co/Cu(原子分数)相应增加。当沉积电位为-1 VSCE时,镀层中Co/Cu约为2。在800℃预氧化2 h后镀层转变为均匀致密、与基体之间结合良好的Cu-Co尖晶石涂层。涂层由三层结构组成:外层为一薄层Cu O;中间为一层较厚的Cu_(0.92)Co_(2.08)O_4尖晶石;内层为连续的Co_3O_4。     

1,3-二甲基-2-咪唑啉酮-AlCl3-Cu2O离子液体电沉积金属铜

为找到一种电沉积金属铜的新方法,选用1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)、AlCl₃和Cu₂O(摩尔比为90∶10∶4)的溶剂化离子混合液体进行铜的恒电位电沉积,并分析了电解质的离子结构、电导率、黏度和密度等。拉曼光谱和核磁共振分析表明DMI-AlCl₃-Cu₂O体系中存在[AlCl₂(DMI)₄]⁺、AlCl₃(DMI)₂和[AlCl₄]^-等离子团,DMI-AlCl₃-Cu₂O体系的电导率、黏度和密度随温度在323～373 K区间内呈线性变化。循环伏安研究表明,铜的起始还原电位为-0.4 V(vs Al),还原峰电位为-1.35 V;在-1.1 V至-1.4 V条件下恒电位电沉积得到金属铜,在-1.1 V和-1.4 V电位下电沉积得到的产物表面较平整,在-1.2 V和-1.3 V电位下电沉积得到的产物...     

直流偏压对铝合金表面高功率脉冲磁控溅射沉积钒薄膜耐蚀性的影响

采用高功率脉冲磁控溅射(HPPMS)法,在工业纯铝基体上生长得到V薄膜,研究不同直流偏压对薄膜相结构、形貌及不同温度处理对耐蚀性的影响。结果表明,薄膜相结构为单一的V(111)相。薄膜表面光滑、平整,且随偏压的增大,薄膜表面粗糙度先减小后增大,最小仅为0.488nm。薄膜沉积过程中离子吸引效应和溅射效应的竞争导致薄膜沉积速率随着偏压的增大先减小后增大。20℃时镀V薄膜样品在偏压为-100V时耐蚀性最佳,其腐蚀电位比基体提高了0.425V,腐蚀电流下降了2个数量级以上。镀V薄膜样品经过200和300℃加热处理后,其耐蚀性提高,但是与基体相比,经200℃处理后的镀V薄膜样品腐蚀电流最大降低了1个数量级,而经300℃处理后的镀V薄膜样品耐蚀性与基体相比提高并不明显。     

添加剂对从无氰电解质中电沉积铜的协同效应及其结构和形貌特征（英文）

由于铜在低碳钢上的伽伐尼置换反应,酸性铜板在低碳钢基体上的电沉积比较困难。使用一种适宜的络合剂可解决这一问题,因为络合剂能通过形成配位化合物降低铜的电位。本文作者研究在碱性介质中以葡萄糖酸钠为络合剂从无氰电解质中电沉积铜。考察1,2,3-苯并三唑、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇-800和糖精等添加剂对铜电沉积的影响。结果表明,这类添加剂不仅能降低电沉积铜的晶粒尺寸和晶界、改善其表面形貌,而且能提高电解质的均镀能力及电沉积铜的硬度。采用X射线衍射技术(XRD)对沉积铜进行表征。XRD结果表明,电沉积铜为多晶和面心立方结构。利用XRD结合原子力显微镜(AFM)计算电沉积铜的晶粒尺寸。在所研究的添加剂中苯并三唑和十二烷基酸钠混合添加剂的效果最好。用扫描电镜观察到的均匀无孔表面及AFM结果显示,上述添加剂能使电沉积铜的晶粒细化。     

电沉积法制备CuInSe2薄膜的组成与形貌

采电沉积法制备了CuInSe2薄膜材料，研究了制备工艺条件对材料组成、结构与性能的影响。研究结果表明：最佳的沉积电位范围为-0．6～0．8V（vsSCE）；硒化退火是获得高质量CuInSe，薄膜的必要过程，硒化退火温度应控制在440～610℃范围内；在不同沉积电位和不同电解质浓度组成溶液中，通过电沉积并在500℃下硒化退火均可获得黄铜矿结构CuInSe2多晶薄膜；沉积电位的负移会使膜层中CuInSe2的相对含量增加，晶型完善，且杂相减少；随着电解质浓度的增加，电沉积CuInSe2退火后结晶程度变好，颗粒变得粗壮，致密性也有所改善；电沉积并硒化退火后薄膜中的铜铟摩尔比受沉积电位和电解质浓度影响较大，当沉积电位为-0．7和-0．8V时，铜铟摩尔比约为1较为理想，且铜铟摩尔比的变化与电解液中CuCl2和InCl3的摩尔比变化一致。     

新型三元复合络合剂体系对AZ91D镁合金表面酸性化学镀Ni-P的影响

利用含新型三元复合络合剂的酸性化学镀镍液体系,在AZ91D镁合金表面通过化学镀制备Ni-P防护镀层。结果表明,镀层沉积速率随着镀液中三元复合络合剂浓度的变化而改变。利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和差热分析（DSC）对镀层结构、形貌以及热稳定性进行表征和分析。通过交流阻抗（EIS）和动电位扫描极化曲线对Ni-P镀层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性能进行评价。镀液中三元复合络合剂的浓度对Ni-P镀层的结构与形貌有显著影响。Ni-P镀层的热稳定性随着三元复合络合剂浓度的增加而降低。当镀液中三元复合络合剂浓度为0.035 mol/L时,所制备的Ni-P镀层致密、均一,在3.5%NaCl溶液中表现出良好的耐蚀性能。     

亚硫酸钠-柠檬酸钾体系络合剂对镀金层性能的影响

目的 研究亚硫酸钠-柠檬酸钾体系络合剂对可伐基板镀金层共晶焊接性能的影响机理,从而优化络合剂含量工艺范围,提升镀金层金锗共晶可焊性。方法 采用扫描电子显微镜及能谱仪（SEM-EDS）、X射线衍射仪（XRD）、极化曲线等分析方法,结合镀金层孔隙、金锗共晶焊接润湿性和剪切强度测试,研究了亚硫酸钠-柠檬酸钾体系络合剂,对镀金层表面金锗焊料润湿性,金锗共晶层结合力、表面和截面形貌、结晶状态、孔隙,以及金锗共晶焊接界面微观形貌等的影响。结果 亚硫酸钠和柠檬酸钾均能起到络合剂作用,当络合剂亚硫酸钠质量浓度为120～160 g/L和柠檬酸钾质量浓度为40～60 g/L时,络合剂含量的增加可使镀金液阴极过电位明显增大,从而使所制备的镀金层结晶更加致密。当络合剂亚硫酸钠质量浓度为160～200 g/L、柠檬酸钾质量浓度为60～100g/L时,电沉积的镀金层表面明显平整,截面形貌致密,孔隙少,且以（311）晶面择优生长,晶粒尺寸为43.7nm,晶面间距为0.123nm,金锗焊料润湿良好,金锗共晶层结合力较大,剪切强度可达3 MPa以上,可满足金锗共晶焊接使用要求。结论 亚硫酸钠-柠檬酸钾体系络合剂含量对镀...     

Synergistic effect of additives on electrodeposition of copper from cyanide-free electrolytes and its structural and morphological characteristics

Electrodeposition of acid copper plating on mild steel substrate is tedious due to the galvanic displacement reaction of copper on mild steel. This can be avoided by using a proper complexing agent, because the complexing agent tuned the potential of noble direction to less noble direction by complex formation. In this paper, environment friendly electrodeposition of copper from non-cyanide electrolyte using sodium gluconate as complexing agent was investigated in alkaline medium. The effects of additives such as 1, 2, 3-benzotriazole, sodium lauryl sulphate, PEG 8000 and saccharin were studied. These additives are found to reduce the grain size, grain boundaries and improve surface morphology of the copper deposits. Also they improve the throwing power of the depositing electrolytes and hardness of deposits. The electrodeposited copper coatings were characterized by X-ray diffraction technique. XRD results indicate that the electrodeposited copper shows polycrystalline and face centered cubic structure. The crystal size was calculated by XRD and AFM analysis. Among these additives studied, the mixture of benzotriazole and sodium lauryl sulphate acts as the best additive. A uniform pore-free surface observed under SEM and AFM results reveal the grain refining brought about by the additives.     

Development of an alkali-metal-free bath for electroless deposition of Co-W-P capping layers for copper interconnections

A bath containing alkali-metal-free chemicals was developed for electroless deposition of Co-W-P thin films on a copper substrate and an optimisation of bath compositions was made. Ammonium cobalt sulphate, ammonium tungstate and ammonium hypophosphite were used as the precursors of cobalt, tungsten and phosphorus, respectively. Dimethylamine borane and ammonium citrate were used as reducing and complexing agents, respectively. It was found that the cobalt content, film thickness and grain size increased with increase in cobalt ion concentration in the bath. Tungsten in the films increased from 1 to 6 at.% when its concentration in the bath was increased from 0.001 to 0.009 M. A variation of phosphorus content from 2 to 12 at.% was made by increasing its concentration from 0.01 to 0.05 M. It was found that the deposition rate decreased with increasing citrate ion concentration. Amorphous films were obtained when the combined amount of phosphorus and tungsten exceeded 12 at.% in the films. The crystalline film had small spherical crystallites with diameter less than 40 nm.     

化学镀锡反应动力学特性研究

目的研究化学镀锡反应过程的动力学特性。方法在硫脲-柠檬酸-酒石酸三元络合体系中,以次磷酸钠为还原剂,以Sn Cl2为主盐,在铜片上化学沉积锡镀层,研究温度、主盐、还原剂、H+和络合剂的浓度对沉积速度的影响规律。结果镀锡过程中,Sn2+,H+和次磷酸钠的反应级数分别为0.302,0.21和0.192;硫脲、柠檬酸和酒石酸的反应级数分别为0.237,0.213和0.081;速度常数为0.013,总反应级数为1.235级,表观活化能为11.184 k J/mol。结论建立了化学镀锡反应的动力学方程,对化学镀锡沉积工艺的选择和产物的控制具有一定的参考作用。     

高速化学镀铜工艺

含有兼作络合剂和加速剂的三烷基醇胺和改善镀层物性的添加剂化学镀铜溶液可以获得高的沉积速度,镀层性能优良。     

基于三元复合络合剂的高磷Ni-P化学镀

针对单一络合剂难以兼顾镀液稳定性、镀速和镀层质量等多重要求,现有复合络合剂或成本过高、或工艺稳定性欠佳等问题,采用柠檬酸钠-乳酸-乙酸钠三元复合络合剂,借助增重法、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和材料耐蚀性快速检测专利技术,系统研究了络合剂及还原剂用量、镀液初始pH值及施镀温度对化学镀Ni-P施镀效果的影响,探明镀速、镀层硬度及其P质量分数、镀层腐蚀防护性能随工艺参数的变化规律。结果表明:利用基于三元复合络合剂的镀液,不仅可获得P质量分数最高为18.41%的高磷Ni-P镀层,而且工艺稳定性优异。在适宜的镀液初始pH值区间(4.0~5.5),镀层P质量分数受其它工艺参数的影响甚微,能始终稳定在11.12%~14.52%的高位。典型试样SEM分析表明:镀层表面平整、均匀,结构致密,镀层与基体结合紧密且厚度分布均匀。     

Development of Electrolessly Deposited Nano Fe-P Films

This paper describes the development of electrolessly deposited Fe-P films for use in soft magnetic devices. A practical plating solution using hypophosphite as a reducing agent, and three complexing agents, namely sodium tartrate, sodium citrate, and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) has been developed. The microstructure of deposited films is found to be nano-crystalline.     

玻璃钢无氰Cu-Zn-Sn-Ni仿金电镀工艺研究

以焦磷酸钾为主络合剂、酒石酸钾钠为辅助络合剂,自制焦磷酸铜、焦磷酸锌为主盐进行了玻璃钢无氰Cu-Zn-Sn-Ni四元合金电镀工艺研究。试验结果表明,适当调节工艺参数及选择恰当的后处理方法,可得到不同色泽的仿金镀层,极大地丰富了玻璃钢制品的装饰效果。本研究所用镀液性能稳定、无毒、少污染、易于维护,可广泛应用于生产实际。     

脉冲偏压对复合离子镀(Ti,Cu)N 薄膜结构与性能的影响

目的 (Ti,Cu)N薄膜是一种新型的硬质涂层材料,关于其结构和性能的研究报道还较少。研究脉冲偏压对(Ti,Cu)N薄膜结构与性能的影响规律,以丰富该研究领域的成果。方法将多弧离子镀和磁控溅射离子镀相结合构成复合离子镀技术,采用该技术在不同脉冲偏压下于高速钢基体表面制备(Ti,Cu)N薄膜。分析薄膜的微观结构,测定沉积速率及薄膜显微硬度,通过摩擦磨损实验测定薄膜的摩擦系数。结果在不同偏压下获得的(Ti,Cu)N薄膜均呈晶态,具有(200)晶面择优取向,当脉冲偏压为-300 V时,薄膜的择优程度最明显。随着脉冲偏压的增加,薄膜表面大颗粒数量减少且尺寸变小,表面质量提高;沉积速率呈现先增大、后减小的趋势,在脉冲偏压为-400 V时最大,达到25.04 nm/min;薄膜硬度也呈现先增大、后减小的趋势,在脉冲偏压为-300 V时达到最大值1571.4HV。结论脉冲偏压对复合离子镀(Ti,Cu)N薄膜的表面形貌、择优取向、沉积速率和硬度均有影响。     

Synthesis and characterization of electroless deposited Co-W-P thin films as diffusion barrier layer

Selective barriers against copper diffusion deposited by electroless reaction are interesting in term of electromigration. In this article, the barrier layer of cobalt-tungsten-phosphorus (Co-W-P) alloy was electroless deposited onto copper substrates for ultra large scale integration (ULSI) applications. The Co-W-P thin film was formed directly on copper, without a palladium catalyst, from citrate plating baths with sodium hypophosphite as reducing agents. The influence of tungsten addition on the barrier properties has been studied and the optimum conditions to obtain films with the highest oxidation protection have been determined. Co-W-P layer properties such as chemical composition, surface morphology, and phase structure and corrosion behavior have been investigated. The deposited CoWP layer showed higher oxidation and corrosion resistance and soft magnetic behavior.