《电镀与精饰》2010年第10期

石墨基体上电沉积铜成核机理的研究通过循环伏安法和恒电位阶跃暂态法,研究硫酸铜/硫酸溶液中铜在石墨基体上的电沉积行为,并利用扫描电子显微镜观察石墨基体表面金属铜沉积颗粒的形态和分布。结果表明:在较正的电位区间内,铜的沉积遵从连续成核机理;而在较负的电位区间内,铜的沉积遵从瞬时成核机理。     

十二烷基硫酸钠（SDS）对铜电沉积行为的影响

在酸性体系中采用阴极扫描伏安和计时电流等电化学测试方法，研究添加十二烷基硫酸钠（SDS）对铜电沉积过程的影响机理。结果表明：SDS的添加使沉积电位正移，降低了阴极极化。SDS浓度低于临界胶束浓度1g/L时，铜的成核弛豫时间延长，形核速率降低。SDS浓度高于临界胶束浓度时，形成SDS球状胶束，铜的成核弛豫时间减少，形核速率加快。铜晶核形成过程符合Scharitker?Hill 三维成核/生长机制，当SDS为1g/L时，在-0.2V的低过电位区，铜结晶按渐进成核方式进行，在-0.23--0.28V的高过电位区，铜结晶按瞬时成核方式进行。而当SDS为0.5g/L时，铜在-0.2V--0.25V的低电位区和在-0.28V的高电位区均符合渐进成核。     

EDTA体系无氰碱性镀铜的电化学成核机理

采用循环伏安法和计时电流暂态曲线研究了EDTA(乙二胺四乙酸)体系无氰碱性镀铜的电化学成核机理。结果表明,铜在玻碳电极上的沉积遵循3D"成核/生长"机制;计时电流暂态曲线分析表明,在高负电位下铜离子的结晶成核方式遵循瞬时成核机制,低负电位下则趋向遵循连续成核机制,且过电位增加会促进铜离子结晶形核,随最大电流Im增大,电结晶成核数增多。     

Sb(Ⅲ)在碱性木糖醇溶液中的阴极电沉积(英文)

运用循环伏安法、线性电位扫描法研究木糖醇在碱性溶液(含锑)中的电化学稳定性及锑在木糖醇碱性溶液中的沉积动力学参数;采用计时电流法研究锑在不锈钢阴极上的电化学成核机理。循环伏安测试结果表明,木糖醇在碱性溶液中的稳定性较好,在-1.20V～+0.60V(vsHg/HgO)范围内无氧化还原反应发生,在电位负于-1.70V(vs.Hg/HgO)时木糖醇在锑电极上可能发生分解。在该体系中,锑在阴极上的沉积经历了不可逆电结晶过程。根据线性电势扫描结果,锑沉积的活化能、表观传递系数、交换电流密度等动力学参数分别为46.33kJ/mol、0.64和4.40×10-6A/m2。计时电流法实验结果表明,锑在碱性木糖醇溶液中的成核机理符合扩散控制下的三维连续成核模型,外加电位对晶体生长速率和恒定电位下的饱和晶核密度有显著影响。通过分析恒电位阶跃曲线,求出锑离子在该体系中的扩散系数为1.53×10-6cm2/s。     

镍铁钨合金的电沉积行为研究

应用电化学方法研究了Ni-Fe-W合金的电沉积机理,并对Ni-Fe-W合金镀层的微观形貌和组成成分进行了表征.循环伏安测试表明,Ni-Fe-W合金电沉积是不可逆电极过程,且WO42-浓度的变化不改变电沉积机理;计时电流法研究表明,Ni-Fe-W合金在铜电极上的电结晶过程符合三维瞬时成核的生长机理;SEM和EDS结果表明,Ni-Fe-W合金镀层由纳米级的小颗粒组成,合金的组成为Ni 58.76%,Fe 32.72%,W 8.52%(原子数分数,后同).     

稀溶液中铅在铜电极上的成核和早期生长（英文）

采用计时电流方法和对恒电位电解得到的沉积产物进行SEM观察,研究稀溶液中铅在铜电极上的成核和生长过程。根据电沉积条件不同,铅的成核分为连续成核和瞬时成核两种形式。随着溶液中Pb(II)浓度和电沉积时超电势的增加,成核形式从连续成核转变为瞬时成核。无论是哪种成核形式,在恒电位电解的成核和早期生长阶段,生成的铅颗粒都是蛛网状的。根据蛛网状颗粒的形状和导致它们生成的电沉积条件,这些颗粒属于海绵状颗粒。对连续成核和瞬时成核条件下的铅沉积产物的形貌观察表明,存在两种成核极限。     

铈离子对镍电结晶过程的影响

为了解铈离子对镍电沉积电极过程的影响,采用线性扫描伏安法、单电位阶跃计时电流法、交流阻抗谱等方法,对镍在玻碳电极上的电沉积进行了研究。实验结果表明：CeCl3的加入使镍离子的扩散系数下降、电荷传递电阻增大,加大了镍沉积的阴极极化,同时使电结晶成核速率常数增大,晶体向外生长速度下降。这些变化可能与Ce^3＋及在沉积过程中形成的Ce^3＋多核配离子吸附在阴极表面有关。但铈离子的加入没有改变镍在玻碳电极上的电结晶成核机理。     

无氰电镀液中超声电沉积耐腐蚀纳米晶铜镀层

通过超声辅助电沉积法,在无氰络合电镀液中以高阴极电流密度在钕铁硼磁体上电沉积获得纳米晶铜防护镀层,研究了不同超声波频率下的镀层形貌、晶粒尺寸、显微硬度和耐腐蚀性能。结果表明,随着超声波频率的增加,络合电镀液体系的铜电沉积有效阴极电流密度显著增加,相应的阴极电流效率也提高,从而获得致密的纳米晶铜镀层。在阴极电流密度为4.0 A·dm^-2和超声波频率为40 kHz的条件下,能够获得平均晶粒尺寸为18.8 nm的铜镀层。超声辅助电沉积法还能促进烧结钕铁硼基体盲孔内的铜沉积,从而改善基体与镀层之间的结合力。在同样的镀层厚度下,烧结钕铁硼表面所沉积镀层的耐腐蚀性随超声波频率的提高而优化。     

有机添加剂对碱性条件下电镀铋的影响

利用电化学技术研究有机添加剂存在的碱性环境下铋的电沉积行为。结果表明:在循环伏安法试验中,铋的成核是一个扩散非可逆控制的电沉积过程,有机添加剂的存在使铋的沉积电位明显负移;在计时电流法试验中,铋的电沉积是一个典型三维连续成核过程。利用循环伏安法和计时电流法可以计算出非常接近的扩散系数,分别为1.17×10-5和1.55×10-5 cm2/s,说明这两种方法可用于有机添加剂电沉积铋的动力学计算研究。此外,氨基三亚甲基膦酸的加入细化了镀层晶粒,使镀层表面更加平整和致密。     

纳米-Al2O3颗粒对镍电结晶初期阶段的影响

利用循环伏安(CV)、计时安培(CA)和电化学阻抗(EIS)研究了纳米Al2O3颗粒在不同电位(vs.SCE)下对Ni自硫酸盐镀液在铜基体上电沉积的影响。结果表明,Ni-Al2O3体系共沉积的起始电位为:–740mV左右;在不同的电位下,纳米-Al2O3颗粒对镍沉积过程的影响有所差别;在电位–740～–830mV范围,与纯Ni沉积相比较,Ni-Al2O3体系沉积的峰电流所对应的孕育期tm明显缩短,反映Al2O3颗粒在阴极表面有利于镍沉积成核,且促进了电结晶成核。Al2O3颗粒吸附在阴极表面可能会阻碍部分离子电荷放电和物质传输过程,尤其在电位–250～–650mV范围,致使Ni-Al2O3体系沉积阻抗增加。在较高的过电位下,Al2O3颗粒的促进作用有所减弱,许多颗粒堆积在电极表面上还可能减小Ni-Al2O3沉积的还原反应电流。在电位–890mV,Ni-Al2O3体系电沉积初期阶段的成核过程基本遵循三维的Scharifker-Hill瞬时成核模式。     

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。     

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...     

Sn-Cu合金的电沉积行为及添加剂的影响

利用循环伏安和计时安培研究Sn-Cu合金体系在玻碳电极上的电沉积行为,通过阴极极化曲线、SEM观察及EDS分析讨论柠檬酸和硫脲对Sn-Cu共沉积的影响。结果表明,Sn-Cu共沉积过程为扩散控制的不可逆过程;在沉积电位-600～-750mV的范围内Sn-Cu共沉积初期结晶行为满足三维Scharifker-Hills瞬时成核模型,随着过电位的增大,形核活性点增多,形核弛豫时间缩短;当沉积过电位大于-700mV时,Sn2+的扩散系数约为6.435×10-6cm2/s;柠檬酸和硫脲的加入细化了镀层晶粒,使镀层表面更加平整和致密。此外,硫脲的加入降低了镀层中铜的含量,使合金镀层中铜的含量维持在0.5%～2.0%(质量分数)。     

添加剂对甲基磺酸盐镀锡电沉积过程的影响

为了探讨添加剂对锡电沉积的作用机理,运用循环伏安法、计时安培法和阴极极化曲线法研究了添加剂2-巯基苯并噻唑对锡电沉积过程的影响.结果表明锡的电沉积过程经历了晶核形成过程,其电结晶按照三维瞬时成核方式进行,加入添加剂没有改变锡的电结晶机理,对锡的电沉积过程起阻化作用,但有利于晶核的形成,从而可以得到结晶细致的镀层.     

成分变化对铜-二硫化钼-石墨复合材料电磨损性能的影响

采用粉末冶金法在H。保护气氛下制备铜-二硫化钼一石墨复合材料,对其进行物相分析,并通过改变材料中Mo岛与石墨的含量,研究成分变化对复合材料电磨损性能的影响。结果表明：石墨在烧结过程中不参与反应,而MoS2与基体反应生成新相。随着复合材料中MoS2含量的增加和石墨含量的降低,电刷与换向器之间的接触电压降上升,摩擦系数增大,石墨含量最低时磨损量值最大并且出现火花磨损现象。     

铅在碱性木糖醇体系中的电沉积行为

探讨铅在碱性木糖醇体系中的电沉积行为;采用循环伏安法研究碱性木糖醇体系的电化学稳定性以及铅在阴极的电沉积过程;利用线性扫描伏安法求解体系的表观活化能、表观传递系数和交换电流密度;采用计时电流法判断铅在电极上的成核方式。结果表明：在扫描电压范围-1.3～0.75V（vsHg/HgO）内,木糖醇在碱性溶液中无氧化还原反应;由线性扫描伏安法求得表观活化能为35.15kJ/mol,表观传递系数为1.56,交换电流密度为9.65×10-5A/cm2;铅的成核方式遵循三维成核,并取决于过电位。     

在石墨基体上电沉积TiB2镀层的研究

采用K2TiFe-KBF4-KF-KCl融盐体系在石墨基体上电沉积制备TiB2镀层。考察了预电解条件和电活性组分的含量对镀层性能的影响。实验结果表明：预电解对镀层的组成影响较大；在K2TiF6与KBF4的摩尔比为1：2．5，并且其总含量较高的条件下，镀层与基体结合力好，重复性好，但是晶粒较大，含有少量杂质；在K2TiF6与KBF4的摩尔比为1：7．5，并且其总含量较低的条件下，得到的镀层晶粒细小，有金属光泽，TiB2的纯度很高，但是重复性较差。需要进一步进行电化学实验，明确电沉积的机理。     

有机溶剂中金属镁薄膜的电沉积行为研究

配制有机非质子极性溶剂EtMgCl/THF溶液作为镁电沉积电解液,采用循环伏安法对镁薄膜在基体铜上的初始电化学沉积行为做了研究,结果表明,镁薄膜的电沉积行为遵循形核/生长机制;采用直流沉积法,分别改变电解液浓度和电流密度,得到光亮致密均匀的镁镀层;利用SEM和XRD分别对镀层表面形貌和相组成进行了表征;采用脉冲电沉积法制得金属镁镀层,与恒流电沉积相比,脉冲电沉积能够细化晶粒,并存在着[002]面的择优取向。     

钕铁硼在CuCl-EMIC离子液体中 电沉积铜层的研究

目的 开发一种新型的环保型钕铁硼表面镀铜技术。方法 采用CuCl-EMIC离子液体,对钕铁硼基体进行阳极活化前处理,在其表面电沉积铜。通过电化学工作站测试CuCl-EMIC离子液体的循环伏安曲线和镀铜样品的动电位极化曲线,运用扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线粉末衍射仪,考察钕铁硼基体和铜镀层的微观形貌、成分组成和相结构,利用粗糙度仪和拉拔试验仪检测钕铁硼表面的粗糙度和其上铜镀层的结合力。结果 物质的量之比为2∶3~3∶2的CuCl-EMIC离子液体在室温下熔融,可在其中电沉积得到晶态铜。物质的量之比为1的CuCl-EMIC离子液体有更大的还原峰值电流密度。钕铁硼基体经过20~ 30 mA/cm2的电流密度阳极活化后,表面变得平整,孔洞减少,活化后钕铁硼表面的铜镀层均匀致密,结合力达9.2 MPa以上。钕铁硼表面铜镀层的孔隙率随着镀层厚度的增加而减小,当厚度为6 μm时,镀铜试样的腐蚀电位与纯铜相近,孔隙率为0.005 23%。结论 采用物质的量之比为1的CuCl-EMIC离子液体,可以通过阳极活化得到平整、孔洞少和无氧化膜的钕铁硼基体表面,在其上电沉积可得到致密均匀且结合力好的薄铜层。     

纳米晶NdFeB薄膜的电沉积机理（英文）

采用直流电沉积法在铜基体表面制备纳米晶NdFeB薄膜。利用扫描电镜、能谱、振动样品磁强计和动电位极化技术对样品进行表征。采用循环伏安和电化学阻抗技术对NdFeB膜电沉积初期的电化学行为进行研究。结果表明,电沉积制备的NdFeB膜的耐蚀性能优于传统烧结法制备的NdFeB膜的耐蚀性能。纳米晶NdFeB磁性薄膜的电沉积初期遵循3D瞬时成核/生长机制,电荷转移为速控步骤。随着外加沉积电位的增大,异质成核/生长逐渐转变为同质成核/生长,因此电沉积过程的电荷转移电阻减小。