酸性镀镍中有机添加剂对镍电沉积的作用机理

为了进一步弄清常用镀镍添加剂邻磺酰苯酰亚胺、1,4-丁炔二醇及2者的混合物对酸性镀镍中镍电沉积的作用机理,通过循环伏安、交流阻抗和电势阶跃等电化学方法进行了试验研究.结果表明:加入有机添加剂后均能使镍电沉积电位负移,且该电极过程不可逆;同时镍沉积过程经历了2个电子转移步骤和中间产物吸附步骤;当2种添加剂联合使用时,镍电沉积的阴极过电位增大约650 mV,并能有效增大成核数密度,更有利于得到光亮镍层;加入有机添加剂后镍电沉积,I2/Im2-t/tm曲线均靠近瞬时成核理论曲线,说明在有机添加剂作用下镍的沉积遵循瞬时成核三维生长的电结晶机理.     

聚乙烯亚胺添加剂对碱性镀铜电沉积行为的影响

为了研究碱性镀铜中添加剂对铜电沉积行为的影响,采用一种新型柠檬酸碱性镀铜工艺制备了铜镀层,研究了聚乙烯亚胺添加剂在新型柠檬酸盐碱性镀铜中的作用机理.运用SEM,XRD和电化学方法对镀液、镀层进行了分析.结果表明:聚乙烯亚胺有利于获得较宽的电流密度范围和均匀细致的镀层,使铜镀层表现出(111)晶面的择优取向,铜的沉积为侧向生长;聚乙烯亚胺优先吸附在阴极高电流密度处,并对铜沉积产生较强的阻化作用;铜电沉积的初期行为服从扩散控制和三维连续成核方式生长规律.     

电沉积铅－镉合金镀层的工艺研究

研究了在氨基磺酸盐镀液中实现Ｐｂ、Ｃｄ共沉积的电解条件，获得了含Ｃｄ量为３０％～８０％（ｗｔ）的Ｐｂ－Ｃｄ合金，讨论了Ｐｂ２＋浓度、阴极电流密度、温度、阴极移动等因素对合金成分的影响。通过所测试的阴极极化曲线表明，添加剂ＯＪ对Ｐｂ沉积的极化影响较大，至使Ｐｂ析出电位负移，达到Ｃｄ与其共沉积的目的。     

薄金属带材连续高速电镀异型阳极

为了提高金属带材连续高速电镀的速度、质量和降低能耗,控制金属电沉积的电流密度和阳极形状是关键.考虑到金属带材高速电镀时传输的电流大,在镀区内的金属带材不是等电势体,导致金属电沉积的电流密度分布不均匀.为此,建立了恒定电流密度电镀的数学模型,推导出异型阳极形状的计算公式,为金属带材连续高速电镀的电流密度控制提供了理论依据.     

离子液体对PbO_2电沉积形核生长过程的影响研究

为揭示1-乙基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([Emim]BF_4)添加对PbO_2阳极形核和生长过程的影响机制,利用电化学工作站测试PbO_2在玻碳电极上沉积的电化学行为特征,包括:循环伏安曲线、计时电位曲线及计时电流曲线,并与氧化沉积的PbO_2涂层表面形貌进行对比分析。结果表明,PbO_2电沉积过程遵循三维连续成核模式,离子液体辅助时虽未明显改变PbO_2电结晶机理,但对PbO_2电沉积过程中成核和结晶长大速率均有抑制作用,其中以抑制核长大为主,从而明显地减小了PbO_2结晶颗粒尺寸,得到致密的电极表面结构,使得电化学综合性能增强。     

添加剂对氯化钾溶液中锌电沉积的影响

目前,添加剂对镀锌的作用及其机理说法不同.用线性扫描法、循环伏安法和计时电流法分别研究了聚乙二醇400(PEG400)及其与苄叉丙酮(BA)复配在氯化钾(KCl)溶液中对锌电沉积的影响;根据Scharifker-Hills成核模型拟合了电流-时间数据.结果表明:PEG400和BA混合比单加更能增大锌在KCl溶液中电沉积的过电位,能更有效地抑制析氢反应;锌的电沉积机理在一定程度上取决于所加入的添加剂,仅添加PEG400,锌电沉积机理与无添加剂的一样,都是晶核瞬时形成和成长的过程,PEG400和BA同时加入,锌的电沉积机理是晶核连续形成后转为晶核瞬时形成.本研究结果有助于氯化钾镀锌高效添加剂的开发.     

铝材浸锌的电化学机理

为了进一步完善铝材浸锌的电化学机理,采用扫描电子显微镜分别观察了纯铝材和铝合金浸锌后的表面形貌及退锌后的腐蚀形貌;比较了异种金属的存在对铝基体的腐蚀和浸锌过程的影响;采用电化学工作站测试了浸锌过程的电位．时间曲线及铝电极与铜,铁,镍等异种金属电极组成的原电池的短路电流、恒流放电测曲线等,比较了异种金属对锌电结晶的催化活性。试验表明：铝材浸锌的过程中铁,镍等异种金属作为微阴极在前处理中促进了铝基体的阳极腐蚀或溶解,并且对锌电结晶晶核的形成具有电催化作用。通过对浸锌反应电极过程的分析,提出了铝材浸锌的异种金属催化成核的观点。     

焦磷酸盐电镀低锡青铜

从含有BG添加剂的焦磷酸盐电解液中电沉积铜—锡合金,电解液组成及操作条件如下: 焦磷酸钾125克/升焦磷酸铜10～12克/升(以铜计) 锡酸钠10～12克/升(以锡计) BG添加剂0.2毫升/升电流密度2～2.5安/分米~2 阴极移动24次/分pH 10.5～11 温度35～40℃能获得作为装饰性镀铬底层的铜—锡合金(88:12重量比)镀层。镀层细致,电流效率高,镀液稳定。文中对电解液组成;电解条件;阴、阳极电流电位曲线及析出合金的微细结构进行了探讨。     

Al/Pb/α-PbO2惰性阳极材料制备及电化学性能

采用单脉冲电沉积在铝合金基体表面制备了锌电积用Al/Pb/α-PbO2惰性阳极材料,研究了电沉积过程脉冲平均电流密度(2～5A.dm-2)对制备的惰性阳极材料在50g.L-1 Zn2+,150g.L-1 H2SO4,35℃溶液中电化学性能的影响,测试了阳极极化、循环伏安和塔菲尔曲线。结果表明:增加脉冲平均电流密度,惰性阳极材料在[ZnSO4+H2SO4]溶液中同一测试电流密度下的析氧电位或析氧过电位逐渐升高。相比于Pb-1%Ag合金阳极脉冲平均电流密度为2A.dm-2时制备的惰性阳极材料在[ZnSO4+H2SO4]溶液中的析氧过电位较低,腐蚀电位较高,腐蚀电流较低。     

电镀中阴极上的金属溶解

本文研究了电沉积锡和铬时阴极金属溶解的生产实践和实验事实,提出了关于在电镀中局部阴极金属在一定条件下,以相当于阳极溶解加上自溶解的速度剧烈溶解的可能性的新见解。认为,在电镀中若阴极上的不同部位因电流密度的悬殊而存在足够大的电位差时,将在阴极上形成“局部电池”,其中在高电流密度区进行正常的电沉积,而在达不到析出电位的低电流密度区的金属,如果该种金属在电解液中是不稳定的,将以远比其在同一体系中的自溶解速度大得多的速度剧烈溶解。这可视作对电化学和电极过程动力学理论中关于外加阴极电流使溶解速度降低而称之为“阴极保护作用”这种基本情况的一种补充。作者继而提出,既然在电镀液中同一阴极上同时存在着进行阳极溶解的“阳极区”部份和进行电沉积的“阴极区”部份,应如实地把这样的阴极称作“双性电极”,而这与传统的关于电镀中“双性电极”的概念是不一致的。     

研究有机表面活性物质在金属电极表面上吸附作用的实验方法

有机表面活性物质广泛地被用来控制各种电极过程的进行。在电镀、金属防腐等工艺中,使用了多种多样的“添加剂”、“光亮剂”和“绥蚀剂”。它们能够有效地改善电镀层的性质,或减缓金属电化学腐蚀的速度。生产实践和研究工作已表明,这些表面活性物质对电沉积过程的影响机理主要是通过它们能在电极/溶液界面上吸附而实现的。在金属电沉积过程中,阴极表面由于结晶的生长而不断地更新,同时有机添加剂不断吸附在金属的新鲜表面上,显著地影响着阴极反应的特征和电沉积层的形成。再则,由于电极表面有着在一定范围内可以连续变     

超声辅助电沉积Ni-Co/Y2O3复合镀层的电化学研究

为了研究Y_2O_3纳米粒子在与Ni~(2+)和Co~(2+)共沉积过程中的电化学行为,揭示Ni-Co/Y_2O_3复合镀层的电结晶机理,针对Ni-Co/Y_2O_3的超声辅助电沉积进行了循环伏安(CV)、计时电流(CA)、交流阻抗(EIS)等电化学测试,并通过对实验曲线的拟合计算出共沉积过程的动力学参数。结果表明,Y_2O_3纳米粒子与基质金属的共沉积使形核/生长电位正移,阴极极化度减小。Ni-Co合金和Ni-Co/Y_2O_3复合镀层的形核/生长符合Scharifker-Hill瞬时成核模型:低负电位下,复合镀层的成核速率更高,Y_2O_3纳米粒子对Ni-Co合金的形核起促进作用;高负电位下,Y_2O_3纳米粒子抑制了Ni-Co合金的形核过程。拟合计算结果与实验曲线的理论分析一致。EIS测试表明,Y_2O_3纳米粒子对电极/电解液界面处的双电层无明显影响,但会减小复合共沉积过程的电荷转移电阻。     

电流密度对电沉积制备钽基RuO2·nH2O薄膜形貌的影响

采用直流电沉积的方法研究了阴极电流密度的变化(1mA/cm2、3mA/cm2、5mA/cm2、10mA/cm2)对RuO2·nH2O薄膜附着力和形貌的影响,并探讨了RuO2·nH2O电沉积的机理.采用SEM、能谱仪、XRD对薄膜的形貌、元素、物相分别进行了分析,并用粒度分析仪(DELSA 440SX Analyzer Control)对电沉积液的Zeta电位进行了测试.通过实验可以得出:RuO2·nH2O薄膜厚度随着阴极电流密度的增加而增加,薄膜自然干燥失水后,开裂脱落的倾向随电流密度的增加而增大;当阴极电流密度达到10mA/cm2时,自然干燥后薄膜疏松,附着力差.     

电沉积RE-Ni-W-P-SiC复合材料镀层的阴极过程

为了进一步掌握电沉积RE-Ni-W-P-SiC复合材料镀层的阴极过程,采用电位线性扫描测绘法、镀液pH值测定法研究了复合镀层阴极过程,结果表明,当镀液中加入SiC微粒和稀土后,复合材料的阴极沉积电流密度增加,有利于Ni-W-P合金在阴极沉积,并形成Ni-W-P-SiC和RE-Ni-W-P-SiC复合材料：而镀液中加入PTFE后却降低了复合材料镀层的阴极沉积电流密度。当稀土的添加量为7～9g／L时,复合材料镀层的阴极沉积电流密度增加并不明显;随着稀土添加量的增加,复合材料镀层的阴极沉积电流密度增加较明显,当添加量达到11～13g／L时,镀层的阴极沉积电流密度增加并达到最大值;若进一步增加稀土用量,则阴极沉积电流密度有所下降。如此可以加大SiC和RE对阴极电沉积的影响。     

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。     

氯化物三价铬电镀的电化学形核机理

为研究Cr³⁺在金属电极表面的电结晶行为,在氯化物三价铬电镀溶液中,采用电化学工作站测试了Cr³⁺沉积的时间电流曲线,并利用扫描电镜(SEM)分析镀层形貌。结果表明:在镍电极、铜电极和铬电极表面,Cr³⁺的电沉积均经历了成核过程;铜电极和镍电极表面表现为连续成核转为瞬时成核的机理,铬电极的(I/Im)2-t/tm曲线偏离理论曲线较大,但其表现出较正的形核阶跃电位(-1.1 V);随着阶跃电位的负移,3种电极电沉积的电流极大值逐渐增加,电结晶的扩散速率增加,成核数密度减少,镀层由平整光滑逐渐转变为球状晶胞紧密堆砌,晶胞尺寸逐渐增大;在相同的阶跃电位下,铬电极的沉积电流值更小,成核数密度更大,晶胞尺寸更小。     

电镀工艺研究中极化曲线的测量方法

一、前言极化曲线表示电极反应速度(即电流密度)与电极电位的关系。利用测量极化曲线的方法,研究电镀工艺过程和金属腐蚀过程,已经得到广泛的应用。以电镀工艺的研究为例,测定极化曲线,可以迅速判断电镀液中各成份在电镀过程中的作用;选择适宜的有机添加剂;比较和分析各种体系的电镀液的优缺点:例如分散能力、深镀能力等。极化曲线是研究金属电沉积和腐蚀的基本     

Sb—Zn合金的电沉积及其耐腐蚀性能

以柠檬酸为络合剂和硼酸为缓冲剂的酸性镀液中电沉积Sb—Zn合金,循环伏安实验表明该合金的起始共沉积电位在约-0．805V（vs．SCE）,并且沉积过程受扩散控制。借助扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）研究了沉积条件对合金镀层组成和结构的影响。结果表明,Sb—Zn镀层的组成受镀液pH值或阴极电流密度影响较大;镀态镀层含非晶态相和SbZn（Pbca）相。腐蚀极化实验表明在3．5wt％NaCl溶液（pH7．0）介质中,Sb—Zn镀层可以作为阳极性镀层起到防止碳钢腐蚀的作用（牺牲阳极镀层）;并且该镀层中锌含量越高,其耐腐蚀性能越优异。     

温度和搅拌对甲基磺酸亚锡电镀亚光锡的影响

为提高甲基磺酸盐体系镀锡的质量,在甲基磺酸亚锡镀液中加入自主研发的亚光添加剂进行电镀亚光锡,采用电化学试验、Hull槽试验、扫描电镜等考察了温度和搅拌对甲基磺酸盐体系电镀亚光锡的阴极极化行为、镀层形貌、电流密度范围、沉积效率、沉积速度及镀液成分的影响。结果表明:亚光添加剂能够显著提高电镀亚光锡的阴极过电位、改善镀层质量;搅拌镀液可使浓差极化减小,增大了电镀亚光锡的电流密度范围;镀液温度升高,锡沉积电位正移,晶粒变粗,电流密度范围、电流效率和锡沉积速度均有所提高;温度过高(40～50℃)时,随着电镀时间的延长,镀液中Sn2+浓度升高,甲基磺酸浓度下降,镀液成分变化较大,不利于镀液维护及连续生产。     

添加剂丁基黄原酸对碱性羟基乙叉二膦酸体系电沉积铜的影响

过去有关丁基黄原酸添加剂对铜电沉积行为和电极过程影响的研究还不够.采用线性电位扫描(LSV)、计时电流(CA)、交流阻抗和Tafel极化曲线等电化学方法并结合金相显微镜,研究了添加剂丁基黄原酸的浓度对碱性HEDP(羟基乙叉二膦酸)体系镀铜电沉积过程的影响.结果显示:丁基黄原酸在阴极具有一定的吸附能力,对铜沉积有阻化作用,且丁基黄原酸浓度越大,阻化作用越强;铜电沉积的初期行为服从扩散控制和三维连续成核方式生长规律;丁基黄原酸能提高镀液的微观分散能力,使得镀层光滑而平整.