稀土对Al—Mg—Si合金晶体结构参数的影响

在研究和探索稀土对铝合金作用机理的过程中,稀土的良好作用已为越来越多的研究所证实。目前,有关稀土对铝合金宏观组织和性能影响的研究报道较多,但有关稀土对铝合金晶体结构参数的影响报道很少。本文研究了稀土对Al-Mg-Si合金晶体结构参数的影响,可以说,稀土能够提高铝合金的机械性能,在宏观组织上表现为晶粒细化,在微观结构上表现为晶胞参数变小。     

铜电结晶的研究进展*

铜具有的优良导电性和机械加工性能以及其电沉积工艺的诸多优点,决定了铜电沉积在各行业特别是近年在高新技术中的广泛应用。铜的电结晶过程是铜电沉积的初期阶段,它决定了后续的电沉积过程及最终镀层的结构和性能,因此一直是研究的热点。本文综述了铜电结晶的研究方法、电结晶理论研究的进展,详细讨论了pH值、添加剂、金属离子、基体以及电沉积条件等因素对铜电结晶的机理和成核动力学的影响,并对研究中存在的问题提出了展望。     

CeCl3对工业电解液中镍电沉积层晶粒的细化作用

随着镍箔、镍薄带材在新能源电池中的广泛使用,对镍沉积层微观组织结构和性能有了更高的要求。通过添加剂和电沉积镍生产工艺优化,得到微观组织可调控的镍沉积层,成为电解镍品质提升的重要研究方向。稀土离子由于具有较强的吸附性,在电解沉积过程中可以通过提高形核率、阻碍晶粒长大来改善金属沉积层的组织结构。本文通过向电解镍生产使用工业电解液中添加不同浓度CeCl3盐,借助扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等分析方法得到镍沉积层晶粒尺寸和分布,当工业电解液中添加CeCl₃最佳浓度为0.8 g·L^-1时,对镍沉积层晶粒的细化效果最好;Ce的加入只能使镀层晶粒细化,但不与发生共沉积,Ce的加入只是起到改变镀层组织结构的作用,并且只是以金属形式发挥作用。     

离子液体电沉积

离子液体具有电化学窗口宽,热稳定性良好和结构性能可调等独特的物理化学性质,是一种有着广阔应用前景的电沉积介质.本文介绍了离子液体电沉积的发展历程、典型的离子液体电沉积体系结构组成及其中的重要科学问题,并综述了近15年来离子液体电沉积的研究进展.本文详细介绍了五种不同类型离子液体中金属/合金的电沉积过程,包括卤素金属酸盐型离子液体、空气和水稳定型离子液体、低共熔溶剂、含金属阳离子型离子液体和质子型离子液体,并且系统概述了调节因素如沉积条件(电流密度、沉积模式、沉积时间、温度)和电解质成分(阴离子、阳离子、金属盐、添加剂、水分)对于沉积物形貌、组成、微观结构和性质的影响规律.之后,重点介绍了离子液体在半导体电沉积中的研究进展.最后,指出了目前离子液体电沉积在基础理论和技术研究中面临的挑战,并展望了其未来在电子信息领域的发展前景.     

铜在ρ-Si上激光诱导电沉积过程的研究

由于在微电子器件制造，成像系统及太阳能电池等领域里具有广阔的应用前景，激光诱导化学及电化学沉积金属的研究，最近几年引起了极大兴趣［1－3］，例如Zahavi［4］报道了Pd，Au，Ni－Pd在氩离子激光作用下可以不加偏压实现在半导体Si，InPGaAs上的无掩膜选择性沉积，金属沉积只发生在光照部位．大多数研究工作是围绕应用技术而开展的，理论研究，尤其是光电化学方面的研究尚十分欠缺．我们认为对于普通电镀液中的激光诱导电沉积来讲，既使不需外加偏压，沉积过程也必然伴随着溶液中金属离子与半导体能带之间的电荷传递，因此可以通…     

硬质粒子扰动下铜电沉积研究

使用常规旋转电极电沉积技术,引入陶瓷球等一类硬质粒子,在旋转电极的带动下,使陶瓷球不断磨擦和撞击阴极表面而实现电铸铜.对比酸性溶液电铸铜和碱性溶液电铸铜,发现硬质粒子在电沉积过程中能扰动离子的放电过程,并影响电铸层的组织结构.但由于二者放电机理不同,前者形成的电铸层表面布满尖状毛刺,而后者则表面尖刺消失,但脆性大.SEM和XRD测试表明,由碱性电铸液沉积的电铸铜层,表面光亮平整,晶粒致密,大小约为100~300 nm,其结晶形态接近无序取向.     

稀土在电沉积镍-钴合金中的作用

由于稀土元素具有独特的电子层结构和化学性能,使稀土及其化合物在材料科学领域中的应用越来越广泛,尤其是稀土在电沉积过程中的研究及应用正日趋深入。这是因为在电镀溶液中加入少量的稀土化合物后,可以改善镀液的分散能力和深镀能力,提高电镀的电流效率,增加镀层的硬度和耐蚀性等[1 4],但有关稀土在电沉积镍 钴合金中的作用的研究还未见报道。本文研究了在硫酸盐体系镍 钴合金电镀液中加入少量的稀土化合物后对电沉积过程、合金电极的催化性能、合金镀层的形貌和成分的影响。1　实验方法基础镀液成分(g/L)为NiSO4·7H2O200,CoSO4…     

离子液体在电沉积铝及铝合金中的应用

离子液体具有不挥发、不燃烧、热稳定性高、电化学窗口宽等特点,被认为是一种满足可持续发展和绿色化学需求的溶剂介质,因其在室温下可以电沉积出多种活泼金属及合金而备受关注。本文系统地介绍了近年来离子液体在电沉积铝及铝合金中的应用进展,分类概括了用于电沉积铝及铝合金的离子液体类型;综述了电沉积机理;对不同形貌的金属铝以及二元、三元铝合金的电沉积技术进行了详细的阐述;最后探讨了当前离子液体在电沉积铝及铝合金理论与技术研究中存在的问题,并对其发展方向进行了展望。     

玻碳电极表面复合配位银电结晶机理研究

以具有实际应用价值的复合配位体系无氰镀银电解液为研究对象, 运用循环伏安和电位阶跃等实验方法, 结合 Scharifker-Hill 经典理论模型分析, 成功获得了Ag在玻碳电极（GCE）表面电沉积的成核机理及成核动力学参数, 并分析了温度对成核方式及成核动力学参数的影响. 结果表明, 该体系下Ag在GCE表面的电沉积是由扩散控制的不可逆过程, 遵循三维瞬时成核生长机理. 随着阶跃电位从-750 mV 负移至-825 mV, 峰值还原电流Im逐渐增大, 达到峰值还原电流所需时间tm逐渐缩短; 扩散系数D变化不大, 基本稳定在（7.61±0.34）×10^-5 cm²·s^-1; 成核密度数N₀则从3.26 ×10⁵ cm^-2提高至10.2×10⁵ cm^-2. 银沉积初期的形貌观察, 验证了其三维瞬时成核生长机理. 提高温度可以显著改善电解液中具备活性的银配位离子的扩散能力, 缩短成核时间, 提升成核密度数N0.     

离子液体中钴的电沉积行为

在含有氯化钴的室温离子液体氯化1-甲基-3-乙基咪唑(EMIC)和乙二醇(EG)体系中研究了金属钴的电沉积. 循环伏安法测试表明, 在EMIC-CoCl2熔盐中, 乙二醇的加入促进了EMIC的解离, 从而使氧化还原电流增大, 在EMIC-CoCl2-EG体系中钴的电沉积是受扩散控制的非可逆电极过程, 在该电解液体系中, Co(II)在Pt电极上的传递系数α为0.30, 扩散系数D0为4.16×10^-6 cm·s^-1; 计时电流法研究表明, 钴在铂电极上的电结晶过程符合三维连续成核的生长机理; 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察镀层的微观形貌显示, 金属钴的结晶细小. XRD分析证实, 镀层为纯钴, 沉积的钴是晶态和微晶态的混合物, 并且晶粒尺寸为纳米级.     

硫脲对镍电沉积的作用

应用循环伏安和阻抗＿电位法研究了硫脲(TU)对玻碳电极和镀镍玻碳电极上镍沉积过程的影响.结果表明,在玻碳电极上镍的电沉积呈现明显的电化学成核机理,而在镀镍玻碳电极上则无此特征.TU的存在虽阻碍了Ni晶核的形成,但却能加速晶粒的生长.     

Ni—WC复合电极的结晶结构及其电化学性能的研究

本文在优选的工艺条件下制备了Ｎｉ－ＷＣ复合电极。其ＳＥＭ观察和ＸＲＤ测试结果表明：复合电极中的Ｎｉ是以比Ｎｉ电极的Ｎｉ更微小的晶粒存在。复合电沉积过程中，导电性的ＷＣ微粒的存在，对基质金属Ｎｉ的电沉积方式产生了影响，使基质金属Ｎｉ几乎无择优取向性。采用循环伏安法对其电化学性能进行研究，实验结果表明：Ｎｉ－ＷＣ复合电极在碱性水溶液析氢反应中与Ｈ质子之间的吸附作用及吸附量高于Ｎｉ电极，对硝基苯的电还原反应具有比Ｎｉ电极更良好的催化活性。     

聚乙二醇对二氧化铅电沉积机理的影响

为研究有机添加剂聚乙二醇(PEG)对电沉积PbO_2的影响,在含有PEG的硝酸盐体系中,制备了Ti/PbO_2电极材料。利用XRD,SEM,研究了PbO_2电极材料的物相组成及镀层形貌;利用循环伏安法和计时电流法,结合Scharifker-Hill(SH)三维成核模型,研究了PEG对PbO_2电沉积行为及电结晶动力学过程的影响。结果表明:制备的镀层为β-PbO_2,PEG可改变晶面择优生长取向,但不改变晶型;PbO_2晶粒的长大遵循"广义电化学综合生长机理",PEG可细化PbO_2晶粒,消除镀层缺陷;PEG不仅提高了PbO_2在基体上的沉积量,而且加强了PbO_2自身的催化效果,促进其进一步沉积;PEG的加入提高了Pb~(2+)的扩散系数,有利于Pb~(2+)向电极界面的扩散;PEG使PbO_2电结晶由连续成核转变为瞬时成核,同时,也使二氧化铅形核速率加快,但其成核量却显著减少。     

镍钒合金电沉积及其析氢电催化性能的研究

镍钒合金电沉积及其析氢电催化性能的研究林文修王树喜（福建师范大学化学系福州３５０００７）关键词镍钒合金电镀电催化析氢反应对电化学的能量转换、电合成、金属沉积和防腐等具有重要意义，选择和探索优良的过渡金属电催化剂是研究析氢电催化阴极的主要方向。１９７８...     

铜电极表面铜锡合金电结晶机理

在弱酸性柠檬酸盐体系铜锡合金镀液中,采用线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)和计时安培实验方法,运用Scharifker-Hills(SH)理论模型和Heerman-Tarallo(HT)理论模型分析拟合实验结果,研究铜锡合金在铜电极上的电沉积过程与电结晶机理.结果表明,铜锡合金在铜电极表面实现共沉积并遵循扩散控制下三维瞬时成核的电结晶过程.电位阶跃从-0.80 V负移至-0.85 V(vs SCE),HT理论分析得到铜锡合金的成核与生长的动力学参数分别为成核速率常数(A)值从20.19 s-1增加至177.67 s-1,成核活性位点密度数(N0)从6.10×105cm-2提高至1.42×106cm-2,扩散系数(D)为(6.13±0.62)×10-6cm2s-1.     

镀液中金属杂质离子对电镀镍层性能的影响

向镍电镀原液中引入2 g/L的Co~(2+),Cr3+,Mn~(2+),Fe~(2+),Cd~(2+),Zn~(2+)等离子,通过电镀得到不同的镀层.X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及扫描电子显微镜(SEM)的结果表明,不同金属离子对镍沉积影响不同,金属杂质离子的存在会使镀层中晶粒尺寸变小,影响镍镀层的均匀性和致密度.通过阴极极化曲线、计时电位和交流阻抗等方法探讨了含有不同金属杂质的镀液在电镀过程中电化学行为的规律性.通过镀液的浓度梯度、耐腐蚀、耐热循环及耐高温等实验获得了不同条件下金属杂质在镀液中所允许的浓度范围.     

电沉积多晶CuInSe_2薄膜的光电化学——Ⅰ.CuInSe_2薄膜的电沉积

研究了含Cu~(2+),In~(3+),HSeO_2~+等离子的酸性电解液中CuInSe_2的电沉积过程.对电沉积条件进行了优化选择,对电沉积机理进行了探讨.对钛基底上的沉积膜的物性和结构分析表明,沉积膜的结晶性良好,颗粒均匀而连续,为多晶黄铜矿型结构.在多硫氧化还原电对液中,用这种沉积膜制成的光电化学电池具有明显的光响应.     

多金属氧酸盐电致变色材料

多金属氧酸盐具有多样的结构和良好的电化学可逆性,在电致变色器件(例如军事伪装、后视镜、智能窗以及高对比度信息显示器)上有着广阔的应用前景。本文综述了多金属氧酸盐在电致变色领域的研究进展情况。概述了多金属氧酸盐的电致变色机理以及制备多金属氧酸盐电致变色薄膜的方法,主要包括:溶胶-凝胶方法、电沉积法、Langmuir-Blodgett方法、层接层自组装方法。按照多金属氧酸盐的结构类型分类,结合最新文献报道,介绍了同多酸(盐)型和杂多酸(盐)型电致变色材料性能的研究现状。最后,对其未来的发展方向进行了展望。     

电沉积铁族薄膜的磁性圆二色研究

采用循环伏安法在GaAs(100)单晶表面电沉积了铁族金属单质薄膜. 扫描电子显微镜(SEM)结果显示, Fe族金属薄膜的晶粒较小, 薄膜平整度较高。通过X射线衍射(XRD)谱分析了Fe, Co, Ni在GaAs(100)晶面上的外延生长. 使用磁光克尔效应装置研究了Fe族金属薄膜的宏观磁性, 用同步辐射圆偏振软X射线测量了铁族单质磁性薄膜的吸收谱, 获得了X射线磁性圆二色谱, 并通过加和定则计算了磁性薄膜中Fe族金属原子的轨道磁距和自旋磁矩.     

调制脉冲电沉积法制备质子交换膜燃料电池铂催化电极

通过调制脉冲电流在质子交换树脂(Nafion)粘接的无催化多孔碳电极(UCE)上电沉积Pt 催化剂, 对所沉积Pt 催化电极性能及负载量用循环伏安法(CV)、X 射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及分光光度法进行了表征. 结果表明, 通过调制电沉积过程的脉冲参数, 能够实现质子交换膜燃料电池(PEMFC)电极Pt催化剂的直接电化学沉积, 能够调控电沉积Pt粒径, 并能有效地缓解电沉积过程中析氢对沉积金属催化剂铂的干扰, 所沉积的Pt 催化剂利用率较传统Nafion 粘接Pt/C催化电极要高. 脉冲导通时间ton 为300 μs、断通时间toff 为1200 μs, 脉冲峰值电流密度jp 为100 mA·cm-2 时, 电沉积120 s制得的电极的Pt 晶粒约5-8 nm, Pt 表面利用率为43.14%, 沉积Pt的电流效率为45%.