用微电极技术研究镀镍时的阴极行为

用微电极技术，在镀镍液中用线性电位扫描、电位阶跃等方法，研究了镀镍时的阴极行为。结果表明，在阴极电极电位极化较负时，电沉积镍过程的控制性步骤是镍离子(Ni^2 )的扩散步骤。     

高pH值的硝酸铀酰溶液中碳钢腐蚀与沉积膜的特性

用均匀腐蚀法和电化学法研究了碳钢(A3)在pH值5.0的硝酸铀酰溶液中的腐蚀行为。均匀腐蚀试验结果表明，碳钢在PH值5．0硝酸铀酰溶液中发生非电化学腐蚀，使溶液酸度降低，导致铀酰离子水解，在碳钢表面形成了水合氧化铀沉积膜。动电位阳极极化试验结果显示，碳钢的腐蚀电位随扫描电位速率的增加向阴极方向移动，UO2^2 的沉积对碳钢的阴极反应有抑制作用。均匀腐蚀后的样品，经XRD、XPS分析证实，沉积膜主要为铀酰离子的氧化物沉淀。     

液相等离子沉积非晶态碳膜的试验研究

应用简单的电镀槽，通过阴极/电解液界面前沿气泡鞘的形成而建立辉光放电，促成非晶态碳薄膜在电极表面的沉积。沉积物宏观上分布不均匀，在阴极浸入电解液的末端，由于电流的尖端效应，导致生成物为石墨。而远离末端为正常沉积区，表面平整光滑，生成物为非。晶态碳膜。结论：液相等离子沉积行为可发生在辉光放电条件下的阴极过程，从而可应用于非晶态薄膜如非晶态碳的制备。     

Ni-SiC电结晶沉积层的阻抗谱及SiC颗粒对Ni沉积的影响

前期研究发现,SiC颗粒在阴极有利于Ni结晶形核,为此研究了在电位-250～-1050 mV(vs SCE)下,Ni-SiC复合体系电沉积阻抗谱特征,利用扫描电镜(附能谱仪)观察了Ni-SiC体系复合沉积初期的表面形貌.结果表明:Ni-SiC体系Nyquist谱主要表现为一个压扁的容抗半圆,随着电位负移,Ni-SiC沉积的电化学阻抗值基本呈下降趋势.在电位-750～-1050 mV,Nyquist谱低频段还伴随一个感抗弧,Ni-SiC沉积的阻抗显著减小,反映Ni在铜基体上开始电结晶形核/生长;在低过电位(-250～-650 mV)下,Sic颗粒明显降低了Ni-Sic体系Ni沉积还原反应的电荷转移电阻;分析认为:Sic微粒在阴极表面上对镍的中间产物生成起到了活化作用.     

镁合金表面电化学沉积氢氧化镁薄膜及其耐蚀性能

在室温条件下将AZ91D镁合金置于Mg(NO3)2溶液中,分别采用阴极恒电位和恒电位脉冲两种模式电化学沉积制备Mg(OH)2薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)对薄膜进行微观形貌观察和物相结构分析,用动电位极化方法研究了Mg(OH)2薄膜在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,在两种条件下制备的Mg(OH)2薄膜表面均匀致密、没有明显的缺陷;与用阴极恒电位沉积的Mg(OH)2薄膜相比,用恒电位脉冲沉积的Mg(OH)2薄膜更均匀致密,耐腐蚀性能更高。     

一种新型活性阴极材料的制备和性能

用电沉积法制备了以Ni为主的多元合金活性阴极涂层，其表面形貌为球状堆积，有利于气体溢出，减少气泡帘电阻，降低气体析出电位．该合金涂层由于本身对气体析出具有催化活性，析氢电位低、与基体结合力强、抗停断电能力强并且使用寿命长．     

表面活性剂PEG6000对二元络合体系化学沉积铜的影响

研究了表面活性剂聚乙二醇6000对乙二胺四乙酸(EDTA)/四羟丙基乙二胺(THPED)二元络合体系化学镀铜的过程和化学镀铜表面结构的影响。混合电位-时间测试结果表明,化学沉积过程分为三个区：诱发区、过渡区和稳定区。PEG6000使体系的混合电位负移趋势放缓,与表面活性剂在铜表面的吸附阻滞了对带电荷离子的吸附有关。线性扫描测试结果表明,阴极还原反应为控制步骤,PEG6000的吸附减缓了阴极还原反应,还原峰电流密度下降了约40%;铜化学沉积速率随着PEG6000浓度的提高呈线性下降趋势。SEM、EDS和XRD表征结果表明,化学镀铜的纯度较高,加入PEG6000使镀层呈现出明显的(220)晶面择优取向,且晶粒尺寸由77.7 nm减小到50.0 nm,有细化晶粒的作用。     

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。     

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。     

电沉积Fe-Co-Ni三元合金的工艺研究

Fe-Co-Ni合金镀层的硬度、耐蚀性和表面光亮度接近硬铬镀层,一定程度上可代替铬镀层以减少环境污染.用恒电位法电沉积Fe-Co-Ni三元合金,并运用X射线衍射能谱、扫描电镜等方法观察镀层的形貌,同时对镀层的失重率、显微硬度也进行了测定,分析了有机添加剂、温度、pH值和阴极控制电位等工艺因素对电沉积的影响.结果表明:在一定量的有机添加剂下,若镀液温度为50～60℃,pH值为3.0～4.5,阴极电位控制在-1.2 V(vs SCE)时,即能得到光亮、耐腐蚀性好、显微硬度高的Fe-Co-Ni三元合金镀层,其综合性能接近硬铬镀层.     

电沉积超细Cu粉粒径控制机制研究

本文探讨了电沉积过程中超细铜粉的粒径控制机制。结果表明：电流密度、pH值的改变对阴极过电位影响显著，电解液浓度的改变对阴极过电位无显著影响；而过电位的变化直接引起粉体粒径的变化；在阴极过电位高的条件下。粉体粒径较小，而在阴极过电位低的条件下，粉体粒径较大，通过控制过电位可以实现对超细铜粉粒径的控制。     

粉末合金活性阴极的电催化性能

用粉末冶金的方法制得具有较低氢超电位活性阴极，并研究了不同配比的活性阴极的电化学性能和电极的表面形貌，实验结果表明，用粉末冶金的方法制得的阴极具有较高的活性，可使析氢反应超电位降低200－250mV，是一种有广阔应用前景的阴极材料。     

以三乙醇胺为辅助配位剂碱性电沉积锌镍合金的电化学行为

碱性镀液中镍离子的配位剂对镀层影响很大,目前对其多种配位剂共同使用的研究较少。研究了以四乙烯五胺为镍离子的主配位剂,三乙醇胺(TEA)为镍离子辅助配位剂的锌镍合金碱性电沉积体系,在不同三乙醇胺含量和电流密度下在Q235低碳钢表面电沉积锌镍合金的电化学过程。结果表明:随着镀液中三乙醇胺含量增加,电流效率和沉积速率下降,溶液电阻、电荷传递电阻和电感先增加后降低,在n(TEA)∶n(Ni2+)=2.0时阴极极化最大;增加阴极电流密度使镀液的沉积电位变负,阴极极化增大,同时使电荷传递电阻和电感变小;该碱性电沉积锌镍合金的过程受电化学步骤和扩散步骤混合控制。     

酸性镀铜添加剂对电沉积循环伏安曲线成核环的影响

金属电沉积的循环伏安(CV)曲线上的成核环可以用于分析添加剂对电沉积的影响及其作用机理。以常用的3种酸性镀铜添加剂为例,探讨了不同添加剂下成核环的形成特点,并从其成核环的位置以及构成成核环的电流曲线来探讨添加剂对铜沉积的影响及其机理。结果表明:当成核环分别位于不加添加剂的阴极电位和阳极电位方向时,添加剂对金属电沉积分别具有阻化和促进作用;阴极扫描方向电流密度Jb和回扫的阳极电流密度Ja是CV曲线成核环的两个特征参数,添加剂作用下的Ja和Jb与不加添加剂的接近,表明添加剂通过吸附-脱附机理影响金属的沉积,反之表明添加剂在电极表面参与化学反应。     

MCMB/G制备DMFC管状阴极支撑体及电池性能

采用中间相炭微球/石墨(MCMB/G)作为炭前驱体材料,采用凝胶注模成型工艺制备DMFC管状阴极支撑体素坯,并通过1 000℃埋炭烧结工艺制备了管状支撑体烧结体。在此基础上,采用涂覆和包覆工艺,分别制备了管状阴极和平板阳极,组装了膜电极和异型单电池。结果表明,所制备的管状阴极支撑体表面光滑且未变形;管状阴极表面的扩散层和催化层为多孔结构,大部分孔径处于亚微米级,这有利于传质和提高催化效率;通过组织和单电池性能研究,证实了MCMB/G作为异形阴极支撑体的可行性。     

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。     

阴极界面附近pH变化对Ni-Fe合金共沉积的影响

本文通过实验和理论研究、阐明了Ni-Fe合金的异常共沉积和阴极界面附近pH变化之间的相互关系。借助于Sb微电极测定了pH的变化,利用Dahms'方程估算了含Fe~(2 )或Ni~(2 )溶液的pH变化,并且根据沉积物的原子吸收光谱分析获得了Ni、Fe共沉积和H_2发生的各条部份极化曲线。结果证明在含有Fe~(2 )或Ni~(2 )的溶液中Dahms方程是成立的,同时只有当阴极界面附近pH上升到中性区域才发生Ni-Fe合金的异常共沉积,在异常共沉积情况下,Ni的析出电位朝负方向移动100多毫伏而Fe的析出电位朝正方向移动100～200毫伏。     

HgCdTe晶体上Cd和Te的阴极共沉积

在ＨｇＣｄＴｅ晶体表面上用电化学方法得到了Ｃｄ和Ｔｅ的共沉积．所用的电解质由Ｈ２ＳＯ４；ＣｄＳＯ４和ＴｅＯ２的水溶液所组成．稳态沉积电流密度随着沉积电位更负，电解质温度升高和ＴｅＯ２浓度的增加而增大．Ｘ光衍射分析证实，当沉积电位比－０．７０Ｖ（ｖｓＳＣＥ）更负时，沉积膜由ＣｄＴｅ和Ｃｄ所组成．当沉积电位比－０．６７５Ｖ更正时，沉积膜为化学计量的多晶ＣｄＴｅ，其（１１１）面为优先生长的晶面族．沉积膜的显微照相可能表明多层ＣｄＴｅ的扁平晶粒逐步长大连成一体后而完全复盖底晶．俄歇电子谱的深度剖面分析显示在所沉积的条件下，底晶中的Ｈｇ向ＣｄＴｅ沉积膜内有较深的扩散．     

316L不锈钢表面沉积Pd／Fe磁性薄膜的研究

采用真空电弧离子镀技术在316L不锈钢表面沉积Pd／Fe薄膜，通过XRD衍射、SEM电镜及EDS分析了薄膜的组织结构、磁性能及电化学行为。结果显示：沉积态Pd／Fe薄膜经过500℃×15min真空扩散热处理后，薄膜由无序的fcc结构相转变成具有铁磁性的L10型fct结构的有序Pd／Fe舍金相，表面光滑均匀且致密，结合强度高，充磁后表面剩磁值达到12Gs，并且提高了材料的耐腐蚀性能。     

超声波对电化学沉积技术影响的研究进展

从电极过程液相传质特性、电沉积行为特性和电沉积工艺特性3方面综述了超声波对电沉积过程的影响:在一定条件下,超声波能加速扩散传质过程,减薄扩散层,提高阴极极限电流密度和电沉积速度,改善沉积层的表面形貌和综合性能,并且改变微观织构及粒子与合金的含量。当前,开展的超声电化学沉积研究主要集中于宏观沉积层和低深宽比微米级尺度结构层面,今后高深宽比微米级特征尺度结构及纳米尺度结构的实现乃至优质制造或将成为新的研究热点。