化学镀Ni-Co-Cu-P非晶镀层及其耐蚀性能研究

采用化学镀工艺在45钢表面制备Ni-Co-Cu-P四元合金镀层,通过EDX、XRD、SEM、盐雾试验、Tafel曲线等测试方法研究镀层的成分、晶型结构和耐蚀性能。结果表明：Ni-Co-Cu-P镀层为非晶结构,其中Ni、Co、Cu的含量分别为32.66 wt.%、47.19 wt.%和15.28 wt.%。镀层表面均匀分布着直径约240 ~ 500 nm的球状团簇,一些团簇内部存在纳米级孔隙。镀层经156 h盐雾后出现明显红色锈点,192 h后完全失效。镀层的耐蚀性能明显优于45钢基体和Ni-Co-P镀层。在1.0 wt.% H2SO4溶液中,镀层的自腐蚀电位和腐蚀电流密度分别为-0.26 V和19.17 μA?cm-2,随着电位的升高表面出现大量微裂纹。而在3.5 wt.% NaCl溶液中,镀层表现出活化-钝化-过钝化的腐蚀行为,表面钝化膜逐渐被Clˉ穿透而形成针孔。     

电流密度对电沉积纳米晶铜工艺及显微组织的影响

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等分析手段,研究了电流密度对直流电沉积纳米晶铜的沉积速率、电流效率、微观结构和硬度的影响。结果表明:随着电流密度的增加,沉积速率明显升高,电流效率下降。当电流密度为3.2 A/dm2时,可得到表面光亮致密的沉积层,平均晶粒尺寸为24 nm,并具有明显的(111)织构。此时纳米晶铜的显微硬度可达HV297,约为粗晶铜硬度的6倍。     

两种化学镀镍—钴—磷镀层的显微组织与耐蚀性

采用化学镀法在p型单晶硅片表面制备了2种镍-钴-磷合金镀层,对比研究了其显微组织和耐蚀性。结果表明,Ni48Co46P6镀层为非晶和纳米晶混合结构,表面均匀分布着粒径0.2～3.5μm的球状团簇;而Ni12Co84P4镀层为单相密排六方结构,平均晶粒尺寸约16nm,表面由长约1.0μm的梭状团簇组成。在10.0%NaOH溶液和3.5%NaCl溶液中,2种镀层的极化曲线均存在明显的钝化区域,且Ni48Co46P6镀层的耐蚀性较好;而在1.0%H2SO4溶液中,2种镀层的耐蚀性均大幅下降。     

纳米晶Co-7.31%P化学镀层的耐蚀性与磁性

采用化学镀工艺在p型(100)单晶硅表面制备了含P约7.31%(原子分数)的Co-P镀层,研究了镀层的显微结构、耐蚀性能和磁性。结果表明:Co-7.31%P镀层为密排六方结构,平均晶粒尺寸为24 nm,表面均匀分布着微米级枯叶状团簇,团簇之间存在纳米级孔隙;镀层在10.0%NaOH溶液中耐蚀性最好,3.5%NaCl溶液中次之,1.0%H2SO4溶液中最差;室温下镀层表现出明显的磁各向异性,易磁化方向的饱和磁化强度和矫顽力分别为138.5 A.m2/kg和25 870.0 A/m。     

单晶硅表面沉积Ni-Co-P镀层的显微结构和性能

采用化学镀工艺在p型(100)单晶硅表面制备了2种Ni-Co-P镀层,对比分析其显微结构和性能。结果表明:Ni48Co46P6镀层为非晶和纳米晶混合结构,表面均匀分布着直径0.2~3.5μm的球状团簇。而Ni22Co74P4镀层为单相密排六方结构,含有强烈的(0002)晶面择优取向,表面由纳米级梭状团簇和微米级苞状团簇混合而成。在3.5%NaCl溶液中,2种镀层均表现出活化-钝化-过钝化的腐蚀行为,其中Ni48Co46P6镀层的耐蚀性能较好。而在1.0%H2SO4溶液中,2种镀层的耐蚀性能均大幅下降。与Ni48Co46P6镀层相比,Ni22Co74P4镀层的室温电阻率略有降低,饱和磁化强度和矫顽力显著升高。     

添加SeO2对电沉积纳米晶Cu的影响

采用扫描电镜、X射线衍射等方法,研究了SeO2作为添加剂对直流电沉积纳米晶Cu表面形貌、微观结构和硬度的影响.结果表明,加入O.02 g/L SeO2可使沉积层表面平整致密,沉积Cu层的(111)晶面择优取向程度上升,晶粒尺寸减小至27.9 nm左右,显微硬度升至277 HV,约为粗晶铜硬度的6倍.     

硅片表面制备Ni68Co24P8化学镀层及其性能研究

在p型100单晶硅表面制备了Ni68Co24P8化学镀层,分析了镀层的显微结构、耐蚀性及磁学性质。结果表明:Ni68Co24P8镀层为非晶结构,表面均匀分布着直径约为0.5～4.2μm的球状团簇;在10.0%NaOH溶液和3.5%NaCl溶液中,镀层表现出活化—钝化—过钝化的腐蚀行为,而在1.0%H2SO4溶液中,镀层表面无法形成钝化膜,耐蚀性大幅下降;室温下,Ni68Co24P8镀层呈典型的软磁特征,饱和磁化强度为33.4A.m2/kg。     

化学镀纳米晶铜层的显微组织与腐蚀特性

利用化学镀技术在石英玻璃表面制备了致密光亮的纳米晶铜层。随着化学镀时间由10min延长至60min,铜层平均晶粒尺寸由22nm增大到75nm,(111)晶面织构减弱,表面团簇聚集程度增加。采用极化曲线和浸泡失重实验对比分析了纳米晶铜层和粗晶铜的腐蚀特性。结果表明:在3.5%NaCl(质量分数)溶液中,纳米晶铜层的耐蚀性能较好。腐蚀溶液沿点蚀坑逐渐进入铜层与玻璃基体的界面处,导致铜层脱落失效。在10%NaOH(质量分数)溶液中,纳米晶铜层的腐蚀速率较高,由于应力腐蚀产生大量微裂纹而迅速失效。     

两种纳米晶铜的拉伸性能比较

分别采用直流和脉冲电沉积工艺制各了两种纳米晶铜DC-Cu和PE-Cu,平均晶粒尺寸分别为65nm和33nm.室温单向拉伸试验表明,DC-Cu和PE-Cu的屈服强度分别为332 MPa和545 MPa,基本符合Hall-Petch经验公式;其断裂应变分别为18.2%和3.4%,与粗晶铜相比韧性大幅下降.随着应变速率的升高,两种纳米晶铜均表现出强度增大、韧性降低的规律.DC-Cu和PE-Cu的应变速率敏感系数分别为0.020和0.029,激活体积分别为90b3和36b3.分析认为,两种纳米晶铜的变形机制仍以位错模式为主.