微区电沉积技术及其研究进展

微纳尺度的三维结构构造技术存在成本高、效率低、环境依赖性强等问题,微区电沉积技术的发展在一定程度上解决了上述问题。介绍了微区电沉积的技术原理、过程控制以及研究现状,讨论了微区电沉积研究中的参数优化、过程模拟与技术发展,并对微区电沉积技术未来的研究重点与发展趋势进行了展望。     

电沉积Ni-P合金的制备与性能研究

本文研究了 Ni-P 合金电沉积中镀层含 P 量与其结晶状态的关系,对非晶形成进行了理论分析,并讨论了电沉积基体与溶液值对电沉积效果的影响。同时还研究了电沉积非晶膜的防渗氢作用及电沉积过程对基体力学性能的影响。     

电沉积技术在制备纳米薄膜方面的应用

综述了电沉积技术制备纳米薄膜的研究,介绍了电沉积技术制备纳米膜的基本工艺,讨论了电沉积技术制备纳米薄膜的原理、分类、应用情况,阐述了目前存在的问题,并对今后采用电沉积技术制备纳米薄膜的研究方向提出了一些建议。     

离子液体中电沉积的研究进展

离子液体作为绿色溶剂和可设计性溶剂越来越受到重视.对电沉积来说,离子液体融合了高温熔盐和水溶液的优点.分别综述了AlCl3型离子液体、非AlCl3型离子液体和其他新型离子液体3类离子液体中电沉积的研究现状,在此基础上指出了目前尚存在的问题及今后的研究方向.采用离子液体进行电沉积能克服传统水溶液电沉积时存在的缺点,为电沉积领域找到了新的突破点,是一种很有应用前景的方法.     

电沉积方法制备功能性金属化合物薄膜

本文综述了电沉积方法制备具有超导,电致变色特性的金属氧化物薄膜和具有半导体特性的金属化合物薄膜的基本方法,沉积原理,薄膜性能及存在问题,并对今后的发展进行了展望。     

NaCl-KCl-NaF-NiO熔盐体系中电沉积制备Cu-Ni功能梯度材料的研究

在NaCl-KCl-NaF-NiO熔盐体系中,采用镍板为阳极,铜板为阴极,电沉积制备致密Cu-Ni功能梯度材料(FGM)进行了研究;对熔盐组成、电流波形、电流密度、熔盐温度、电沉积时间等电沉积条件对沉积层表面形貌和厚度的影响规律进行了分析,确定出最佳工艺条件;并对Cu-Ni FGM表面成分及断面形貌进行了分析。结果表明,不同熔盐组成对电沉积层表面质量影响差异很大;电沉积Cu-Ni梯度材料的最佳工艺条件是:电流波形为脉冲电流;电沉积温度为700℃;电流密度为70mA/cm~2;电沉积时间为30min。     

外场(力)辅助射流电沉积研究现状

射流电沉积技术是近年来新出现的一种选择性电沉积技术,其具有沉积速度快、沉积精度高和成本低等优点,可解决传统电沉积沉积效率低、沉积质量差等问题,并在快速高效制备高性能镀层上得到了广泛应用.然而,在利用射流电沉积技术追求更高性能和更大厚度的沉积层时,其局限性也逐渐显现,主要体现在沉积厚度不均匀和无法抑制并消除沉积过程中镀层中产生的突起、结瘤、氢气气泡等缺陷,以及在复合电沉积时无法解决复合颗粒团聚的问题,而这也严重限制了射流电沉积技术的实际应用.为消除射流电沉积技术的局限性,研究发现,引入磁场、超声或摩擦外力辅助后可有效优化沉积质量,大大减少镀层中缺陷的数量,显著改善复合颗粒的团聚现象,有助于制备出平均晶粒尺寸更小、表面更加平整均匀以及硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能更加良好的镀层,但同时也发现,不合适的磁感应强度、超声功率和模式、摩擦力等参数反而会造成镀层表面质量和性能的下降.与此同时,相关学者在已成功利用外力辅助射流电沉积制备高质量、高性能镀层的基础上,着重研究了辅助外力参数对镀层表面质量和性能的影响机制,在充分发挥外力辅助作用的同时进一步追求镀层的制备效率,并取得了丰硕的成果.由此,本文归纳了磁场、超声、摩擦三种外力辅助射流电沉积制备镀层的研究现状,并对三种外力的作用原理和机制进行了详细探讨,指出了三种外力辅助的适用对象、当前存在的问题和发展趋势,为制备性能更优的镀层,甚至微纳增材制造和快速成型提供了参考依据.     

金属镍枝晶电沉积的二维生长

将分形几何与电化学原理相结合,编程模拟了点阴极和点阳极电沉积中枝晶的分形生长。采用圆形电解池点阴极电沉积和点阳极射流电沉积的方法分别制备了不同浓度下的金属镍枝晶,并与模拟结果进行比较,结果表明,点阴极电沉积和点阳极射流电沉积中的枝晶均是分形生长的;电解质浓度的变化对枝晶生长形态的影响与模拟的结果具有极好的相似性,模拟结果是可以对点阴极和点阳极电沉积中枝晶的生长机理进行正确表述的,同时发现,气泡对枝晶的生长形貌影响显著。     

电化学沉积法修复混凝土裂缝的研究进展

从电沉积法修复混凝土裂缝的机理、电沉积溶液的选择、电沉积效果的表征及其影响因素、电沉积方法修复后混凝土性能的改善4个方面论述了电化学沉积法修复混凝土裂缝的研究进展.探讨了对电沉积法修复混凝土裂缝的机理,分析了电沉积溶液的选择要求,对比了不同学者关于电沉积效果的表征方法及其影响因素,并归纳了电沉积方法修复后混凝土性能的改善,最后提出电沉积方法对混凝土裂缝的修复机制、愈合效果评价、电沉积层与钢筋混凝土结构基体材料界面结合机制等方面还有待进一步的研究.     

电化学沉积太阳电池用CuInSe2和Cu(In,Ga)Se2薄膜的研究进展

综述了电化学沉积太阳电池用CuInSe2(CIS)和Cu(In,Ga)Sez(CIGS)薄膜的研究和发展;对CIS和CIGS预制层的电化学沉积路线,包括一步沉积、分步沉积和特种电沉积的研究进展进行了详细的评述;综述了电沉积预制层的后处理,包括退火、化学处理和PVD调整成分的研究状况.回顾了基于电化学沉积的CIS和CIGS太阳电池研究的发展过程,并介绍了目前实验室和产业化研究的最新成果,指出了存在的问题并展望了其发展趋势.     

三价铬电沉积研究状况

阐述了目前三价铬电沉积研究的主要内容,包括镀层增厚问题、镀液稳定性的探讨和机理研究,指出了当前三价铬电沉积存在的主要问题,并简单介绍了有关三价铬最近几年的发展趋势,指出三价铬非晶态合金及复合镀层的研究是今后一段时间电镀行业研究的主要走向。     

电沉积法制备铜锌锡硫薄膜太阳能电池吸收层的研究进展

直接禁带半导体材料铜锌锡硫(CZTS)四元硫化物是近年来研究较多的具有锌黄锡矿结构的化合物半导体,由于其光吸收系数较高,禁带宽度适中,是太阳能电池理想的候选材料,使其在薄膜太阳能电池中迅速崛起。由于目前报道的最高转换效率距离其理论转换效率还存在相当差距,因此,研究CZTS(Se)四元硫(硒)化物半导体仍然是当前的研究热点之一。简单介绍了CZTS薄膜太阳能电池的结构组成,并详细介绍了3种主要制备CZTS薄膜的电沉积方法,即分步沉积Cu/Sn/Zn金属层、连续沉积Cu-Zn-Sn金属层、一步沉积Cu-Zn-Sn-S(Se)制备CZTS薄膜太阳能电池吸收层的电化学技术及相应器件,对其研究进展进行了综述,指出了相应方法存在的问题。还将3种电沉积方法进行了分析比较,提出了优化方法,展望了未来的发展趋势。     

基于模板电沉积法的坡莫合金纳米线制备研究进展

圆柱形坡莫合金纳米线具有单轴形状各向异性以及超高速磁畴壁输运特性,在微磁学研究和超高密度磁存储领域备受关注。因此,研究高质量圆柱形坡莫合金纳米线的制备技术具有十分重要的意义。目前在圆柱形坡莫合金纳米线制备方面,基于模板电沉积法成为了首选方式。由于各种电沉积参数对镍铁合金异常共沉积行为的影响,至今仍无法制备出镍铁成分配比一致以及致密性好的高质量纳米线。本文通过分析基于模板电沉积法的技术难点和原因,总结出可行的解决方案,为高质量坡莫合金纳米线的制备技术提供了参考。     

电沉积法制备块体纳米晶材料的研究进展

综述了电沉积法制备块体纳米晶材料的原理;阐述了电流密度、电流波形、有机添加剂等工艺参数对沉积层晶粒尺寸的影响;介绍了直流电沉积、脉冲电沉积、喷射电沉积和复合电沉积等几种常见的电沉积方法;概述了电沉积法制备块体纳米晶材料的国内外研究现状;探讨了电沉积块体纳米晶材料的力学性能、磁学性能、耐蚀性能、热稳定性及其应用前景.     

Zn-Se/不锈钢薄膜的电沉积及其应用研究

研究了Zn-Se/不锈钢薄膜的电沉积工艺条件及其在染料废水处理中的应用.讨论了电流密度、初始浓度比(c(ZnSO4):c(Na2SeO2))、pH值、柠檬酸钠加入量、电沉积时间、电沉积温度以及超声功率对镀层的影响.经扫描电镜及能谱仪分析测试表明,在电流密度为3.8mA/cm2、初始浓度比为250:1、pH=2.9、柠檬酸钠加入量为14.71g、电沉积时间为7min、电沉积温度为55℃、超声功率为160W条件下制备出的Zn-Se/不锈钢薄膜,其表面结晶致密、均匀,Zn与se的化学计量比为1:1.25.用所制备的薄膜材料作阴极,采用电化学复合技术处理罗丹明B模拟染料废水,可使模拟废水的脱色率接近99%,COD去除率接近90%.     

电沉积法制备多功能复合材料研究动态与发展趋势

综述了近年来国内外在复合电沉积制备多功能复合材料方面的研究动态与发展趋势;重点探讨了多元复合电沉积、多元脉冲复合电沉积、脉冲喷射电沉积、纳米复合电沉积以及功能梯度材料的复合电沉积等方面的研究现状和发展趋势。结果表明：这五类复合材料镀层的性能比传统的单金属镀层、合金镀层及其复合镀层更加优异,在今后的发展中将有更广阔的应用前景。     

Micro-electroforming under periodic vacuum-degassing and temperature-gradient conditions

Pinhole defects in deposits are one of the problems which have not yet been solved fundamentally when micro-electroforming of nickel into high-aspect-ratio (HAR) micro-moulds. To reduce the voids of micro-electroformed parts, a new micro-electroforming technique carried out under periodic vacuum-degassing and temperature-difference conditions was introduced in this paper. The effect of vertical temperature gradient between the bath electrolyte (low temperature) and the electrodeposition surfaces (high temperature) on the existing natural convection motion within the HAR micro-trenches was analyzed numerically, and the mechanism of vacuum degassing was also introduced. To investigate the feasibility of the exploited technique, a series of experiments were performed using special equipment developed by the authors, followed by an evaluation of the surface morphology of nickel micro-electroforms. Experimental results showed that, when comparing with the conventional electroforming practices, a significant reduction in pinhole defects of the samples electroformed by the novel process was obtained. The combined electrodeposition conditions with periodic vacuum degassing (20 kPa) and vertical temperature gradient (25 °C/65 °C) between the bath electrolyte and the electrodeposition surfaces help to reduce the formation of gas bubbles as well as to speed up the elimination of the dissolved gas during the micro-electroforming of nickel.