电流密度对65Mn钢上镍基复合镀层结构的影响

在电流密度为2.5～16.0A/dm~2的条件下,于65Mn钢上制备了Ni-TiB_2复合镀层。使用扫描电镜观察了镀层的表面形貌,并使用X射线衍射仪对镀层的晶体结构进行了表征,分析了镀层的晶面取向和晶粒尺寸。结果表明:随着电流密度从2.5A/dm~2增大到16.0A/dm2,镀层的表面形貌发生明显变化,(111)、(220)和(311)晶面的衍射强度基本是逐渐减弱,而(200)晶面的衍射强度先逐渐增强后逐渐减弱。镀层的择优取向由(311)晶面转变为(200)晶面,平均晶粒尺寸先逐渐减小后增大。     

不同晶面择优取向铜镀层在氯化钠溶液中的耐蚀性

以304不锈钢为基材,采用直流电沉积法制得具有不同最优取向的铜镀层。镀液组成与工艺条件为:CuSO4·5H2O 250g/L,98%(质量分数)H2SO4 100g/L,温度30℃,电流密度1A/dm2或15A/dm2,空气搅拌。分别采用扫描电镜和X射线衍射分析镀层的表面形貌和微观结构,以浸泡腐蚀和电化学法研究了镀层的耐蚀性。结果表明,低电流密度(1A/dm2)下制备的镀层表面为片状结构,呈(220)晶面择优取向,高电流密度(15A/dm2)下制备的镀层形貌为胞状,呈(111)晶面择优取向。与低电流密度下制备的铜镀层相比,高电流密度下制备的铜镀层在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀速率较小,耐蚀性较好。其主要原因在于高电流密度下制备的铜镀层腐蚀电位高,极化率大,以及(111)晶面铜原子排列比(220)晶面密集,其在晶胞尺度上的微观小平面更致密,从而提高了铜镀层的耐蚀性。     

电流密度对银纳米晶镀层微观结构及显微硬度的影响

在硫代硫酸盐体系(无氰)下电沉积制备了银纳米膜,研究了电流密度对电沉积银纳米膜的电流效率、结合强度、微观形貌、晶粒尺寸、织构及显微硬度的影响。镀液组成为:硝酸银44g/L,硫代硫酸钠220g/L,焦亚硫酸钾44g/L,醋酸铵30g/L,硫代氨基脲0.8g/L。结果表明:在电流密度为0.20～0.35A/dm2时,镀层与基体结合良好,电流效率随电流密度的增大而先增加再减小,(111)晶面的择优取向程度逐渐减弱,(222)晶面织构增强,晶粒尺寸略有增加,显微硬度稍有减小。     

电流密度对Ni-W合金镀层性能的影响

采用脉冲电沉积技术,通过改变电流密度制备出非晶Ni-W合金镀层。利用XRD对镀层的晶粒尺寸和相结构进行表征,利用电化学工作站测试镀层在3.5%的NaCl溶液中的极化曲线和交流阻抗谱。结果表明:镀层的非晶程度随电流密度的增大而增大。当电流密度为15A/dm~2时,镀层的耐蚀性最好,自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-288mV和49.4μA/cm~2。     

pH对脉冲电沉积Ni-Sn-Mn镀层的影响

采用脉冲电沉积法在Q235钢表面制备Ni-Sn-Mn合金镀层。利用辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)考察了镀液pH对镀层元素质量分数、沉积速率、表面形貌、阴极电流效率和耐蚀性的影响。结果表明,随着pH的增大,镀层Sn和Ni质量分数减小,Mn的质量分数增大;镀层沉积速率先增大后减小;阴极电流效率先提高后降低;镀层在3.5%NaCl溶液中耐蚀性先增强后减弱。当pH为4.0时,所得镀层均匀致密,自腐蚀电位(-0.395 V)最正,自腐蚀电流密度(2.594×10~(-8)A/cm~2)最小,电荷转移电阻值(6 945Ω·cm~2)最大,耐蚀性最好。     

表面活性剂对HEDP镀铜层致密度的影响

研究了表面活性剂对HEDP镀铜层致密度的影响。采用线性电位扫描法研究了铜电沉积的电化学行为,分别测试了镀液和基体之间的接触角、镀层的粗糙度,表征了表面活性剂的润湿及整平能力,采用XRD分析了镀层的晶粒尺寸。结果表明:表面活性剂能够增大阴极极化,并具有整平作用。且随表面活性剂含量的增加,镀液与基体表面的接触角减小,镀层无针孔,粗糙度降低并具有很高的致密度。当表面活性剂与阴极移动同时作用,镀层厚度8μm时孔隙率便可下降为0。XRD结果显示,铜镀层晶粒尺寸为47.6 nm,在(111)晶面获得高择优取向。     

工艺参数对电解提纯铜层织构的影响

在硫酸铜电解液中加入硫酸钠,利用电沉积和X-射线衍射方法研究了不同提纯铜工艺制备的铜镀层及织构特征。结果表明,织构度受到电流密度、镀层厚度和温度的影响,在较小的电流密度、较高温度及在较薄厚度的铜镀层得到(111)晶面择优取向,在较高的电流密度及在镀层δ达到30μm时得到(220)晶面择优取向,而且铜镀层(220)晶面比(111)晶面更易保留,(220)晶面使纯铜能获得更好的电化学性能,保持纯铜晶面的择优取向对铜在半导体的应用产生了深远的影响。     

表面活性剂OP-10对硫酸盐镀镍的影响

研究了非离子型表面活性剂OP-10对硫酸盐镀镍镀层硬度、内应力、表面形貌、孔隙率及电解液阴极电流效率、分散能力和阴极极化的影响。采用X-射线衍射仪分析了镍镀层微观结构。结果表明,加入适量的OP-10能细化镍镀层的晶粒尺寸,0.4mL/L OP-10使镍镀层表面出现大量凹坑。随着OP-10的增加,镍镀层的硬度和拉应力增大,孔隙率减小,而电解液的电流效率、分散能力变化不大。在较低的过电位下,OP-10能显著增加镍沉积的极化电位。分析表明,当ρ(OP-10)在0～0.3 mL/L时,镍镀层的结晶取向为(200)面;当ρ(OP-10)为0.4 mL/L时,镍镀层的结晶取向则转变为(400)面。     

聚二硫二丙烷磺酸钠对电沉积纳米孪晶铜的影响

以聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)、明胶蛋白胨(GP)、氯离子为添加剂采用直流电镀制备了高度(220)择优取向的纳米孪晶铜，并探究了其形核机理。结果表明，加入SPS会使镀层由(111)和(220)取向转变为具有(220)择优取向的纳米孪晶铜，并且SPS浓度会强烈影响镀层的过渡层厚度。SPS和GP在铜表面竞争性吸附，使镀层的内应力比单一添加剂时更高，镀层通过形成(220)择优取向孪晶铜释放内应力。纳米孪晶铜的形核和生长受到电流密度和添加剂的共同影响，在合适的过电位下镀层才能通过形成孪晶来释放应变能。在20 mg/L SPS、4 A/dm²条件下，孪晶结构最完整，过渡层最薄。     

脉冲电流密度对电沉积纳米晶镍织构和硬度的影响

采用脉冲电沉积法制备了韧性较好的纳米晶镍镀层。考察了脉冲峰值电流密度对纳米晶镍镀层织构和硬度的影响。结果表明,随着脉冲峰值电流密度的增加,Ni(111)晶面择优取向程度逐渐增强,晶粒显著减小,镀层的硬度逐渐增加。纳米晶镍镀层硬度与晶粒尺寸的关系符合经典的Hall—Petch效应。     

电沉积条件对甲基磺酸锡镀层织构的影响

为了在实际应用中控制甲基磺酸电镀锡镀层的织构以提高镀层性能,采用X-射线衍射分析方法研究了镀锡工艺中表面活性剂浓度、电流密度和镀层厚度对镀锡层织构的影响规律,XRD分析结果显示,表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚(OP)浓度高,镀层以(211)和(321)晶面择优;OP浓度低,镀层以(101)和(112)晶面择优低电流密度有利于镀层以(211)和(312)晶面择优,高电流密度则有利于(101)和(112)晶面择优;镀层较薄时没有明显的晶面择优,(211)晶面的衍射峰强度随着镀层厚度的增加而加大,当镀层厚度超过10μm镀层以(211)和(321)晶面的衍射峰为主,且基本不随镀层厚度的增加而变化.由于晶态基底会影响镀锡层的织构和形貌,本甲基磺酸镀锡工艺以多晶紫铜化学镀非晶态镍磷合金为阴极,对非晶态基底上得到的锡镀层进行研究。     

电流密度对喷射电沉积钴–磷合金镀层的影响

采用喷射电沉积法在45钢棒表面制备Co-P合金镀层。镀液组成和工艺参数为:CoSO_4·7H_2O 200 g/L,H_3PO_4 50g/L,H_3BO_3 30 g/L,NaCl 25 g/L,pH=1.0,温度50℃,喷头移动速率1.2 mm/s,电流密度10~70A/dm~2。研究了电流密度对Co-P合金镀层的表面形貌、相结构、显微硬度和耐磨性的影响。结果表明:在10~70A/dm~2电流密度范围内,随电流密度从10A/dm~2增大到70 A/dm~2,Co-P合金镀层的厚度变化不大,晶粒细化,显微硬度升高,耐磨性改善,但电流密度高于40A/dm~2时所得镀层的表面平整度下降。     

低温镀铁时电流密度对镀层性能的影响

研究了不同电流密度下所得低温镀铁层的沉积速率、显微硬度和腐蚀速率。结果表明,当电流密度为14A/dm2时镀层可获得最佳的综合性能。电流密度过低时,镀层沉积速率慢,硬度低;电流密度过高时,镀层表面出现针孔,厚度不均。     

脉冲电镀镍及其性能的研究

采用瓦特镀镍液,研究了脉冲占空比、平均电流密度、温度对电沉积速率,镀层光亮度和镀层在w=3.5%的NaCl溶液中耐蚀性的影响.用扫描电镜研究了直流和脉冲镍镀层的表面形貌.结果表明:电沉积速率随脉冲占空比、平均电流密度及温度的增大而加快;镀层耐蚀性,光亮度随脉冲占空比增大而变差,随温度、平均电流密度的增大先变好后变差.较佳脉冲电镀条件为:平均电流密度0.75 A/dm~2,脉冲占空比5%,温度45～50 ℃,pH 2.5～3.0.X射线衍射分析结果表明,与直流镀镍相比,脉冲镍镀层在(111)晶面存在择优取向,镀层更致密,性能更好.     

电流密度对熔融盐电沉积金属钨镀层性能的影响

采用二元熔盐氧化物Na2WO4和WO3,以脉冲电沉积的方法在占空比0.5、脉冲频率1000Hz、电沉积温度850°C的条件下,于热沉材料CuCrZr之上获得了金属钨镀层。讨论了电流密度对钨镀层微观结构、显微硬度、结合强度等性能的影响。当电流密度为20～30mA/cm2时,能够获得表面致密均匀的钨镀层。随着电流密度的增大,电流效率呈现先增大后下降的趋势,当电流密度为30mA/cm2时,电流效率达到最大值92.64%。     

炔醇类添加剂对HEDP体系中铜电沉积行为的影响

通过霍尔槽试验、阴极极化测试、循环伏安测量、扫描电镜观察等方法分析了一种炔醇类表面活性剂对HEDP(羟基乙叉二膦酸)镀铜电沉积行为及镀层结构的影响。结果表明,该添加剂可在电极表面吸附,阻碍铜的电沉积,具有显著的细化晶粒和整平作用。该添加剂也可明显提高HEDP体系镀铜的光亮区电流密度上限,但其过量会令阳极钝化趋势增大,使低电流密度区镀层发黑。该添加剂的使用量在1.2～1.6 mL/L为宜。镀液中加入1.6 mL/L炔醇类添加剂后,铜镀层表面结晶细致均匀,几乎呈镜面光亮,平均晶粒尺寸约为27.6 nm,且在(111)晶面择优取向明显。     

镀液组成对电沉积Fe-Zn合金镀层组织与性能的影响

利用电沉积技术制备血管支架用可降解Fe-Zn合金镀层。研究了镀液组成对Fe-Zn合金镀层组织与性能的影响。结果表明:向镀液中加入0.50 mol/L的H_3BO_3和0.05 mol/L的C_3H_4O_4,能够控制Fe-Zn合金镀层中杂质元素O的质量分数。当C_6H_5Na_3O_7·2H_2O的浓度低于0.035 0 mol/L时,Fe-Zn合金镀层为柱状晶组织,硬度较低,并且具有(211)择优取向。当C_6H_5Na_3O_7·2H_2O的浓度高于0.035 0 mol/L时,Fe-Zn合金镀层为细晶组织,硬度增大,同时内应力较大。循环伏安曲线表明,随着C_6H_5Na_3O_7·2H2O的加入,Fe~(2+)的析出电位负移,更接近Zn~(2+)的析出电位,有利于Fe-Zn共沉积的进行。极化曲线和21 d SBF静态浸泡试验结果表明,随着晶粒的细化及Zn、O元素的增加,Fe-Zn合金镀层的自腐蚀电位由-0.45 V降低到-0.52 V,腐蚀降解速率由0.122 mg/(cm~2·d)增加到0.153 mg/(cm~2·d)。     

氨基乙酸中性电镀镍工艺

采用氨基乙酸作配位剂,在中性电解液中以铜为基材电沉积镍,研究了氨基乙酸质量浓度、阴极电流密度及镀液温度对镍电沉积过程及镀层性能的影响。电解液组成与工艺条件为:H2NCH2COOH 160g/L,NiSO4·6H2O 120g/L,NiCl2·6H2O 12g/L, /L,pH7.0,温度50℃,电流密度0.4A/dm2。结果表明,随氨基乙酸质量浓度的增大,电镀镍阴极极化增强,电流效率降低,镍镀层表面结瘤减少;随阴极电流密度的增大,镍镀层表面的裂纹变宽且结瘤增加,硬度和阴极电流效率下降;提高电解液温度有利于减少镍镀层表面的裂纹和结瘤,还能显著提高镍镀层显微硬度和电解液的阴极电流效率。     

钢基体上镀镍层的表面质量研究

采用工具显微镜、扫描电子显微镜和表面粗糙度仪,研究了电流密度对钢基体上镀镍层的显微组织、表面粗糙度、表面形貌和孔隙率的影响,为提高镀镍层的表面质量提供实验依据。研究表明:低电流密度(2A/dm~2)和高电流密度(22A/dm~2)下制备的镀镍层的表面光泽度低,表面粗糙度接近0.75μm,孔隙率超过1.5个/cm~2。在2~14A/dm~2范围内,随着电流密度的增大,镀镍层的光泽度提高,晶粒变小,表面粗糙度和孔隙率均降低。电流密度达到14A/dm~2时,镀镍层的表面质量最好,具有最低的表面粗糙度(为0.678μm)和最低的孔隙率(为0.94个/cm~2)。     

脉冲铜沉积层织构及形貌的研究

采用脉冲电沉积工艺制备了铜沉积层,研究了电流密度、脉冲频率和占空比对铜镀层织构的影响。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了铜镀层的织构和形貌。实验结果表明,低电流密度下为(200)晶面择优取向,高电流密度下为(111)晶面择优取向,频率越高则择优取向越强。低频脉冲下制备的沉积层平整致密。