利用微电铸制作镍悬臂梁

为了设计出导电的Ni微变截面悬臂梁，采用了基于成熟的电镀技术的微电铸工艺．在分析悬臂梁的变截面结构和搭建微电铸试验平台之后，设计了整个工艺流程，利用近紫外线厚胶光刻、Ni微电铸、去除牺牲层等工艺实现了悬臂梁的制作．工艺实验结果表明，整个变截面悬臂梁的铸层表面没有缺陷，但不同微电铸面积的基座、粗梁、细梁的铸层厚度不均匀，其中，铸层面积最大的基座铸层最厚，面积次之的粗梁的铸层厚度居中，面积最小的细梁的铸层最薄．实验证明在一定范围内增大占空比和降低电流密度可以抑制这种厚度不均匀现象．     

锌镍合金镀层的组成与相结构的关系

用Ｘ射线衍射等方法，研究了从碱性镀液电沉积的锌镍合金镀层的化学组成与相结构，晶粒尺寸，显微硬度的关系。结果表明，随着合金镀层中镍含量的提高，合金镀层由η和ｒ－相共存转变为只有ｒ－相；镀层的织构相应地由六方结构的（１００）择优面转变为立方结构的（３３０）择优面。η－和ｒ－相的晶粒尺寸随镀层镍含量的提高而降低；只有ｒ－相时，晶粒尺寸降低更为显著。镀层的显微硬度当镍含量为９．０ｗｔ．％时呈现一极小点。     

电流密度对Ni-W-B合金电沉积层结构和显微硬度的影响

采用电化学技术、ＸＲＤ、ＤＳＣ等方法研究电流密度对Ｎｉ－Ｗ－Ｂ合金电沉积、镀层结构和显微硬度的影响,结果表明：沉积电流密度提高,Ｎｉ－Ｗ－Ｂ合金电沉积层Ｗ含量增大,Ｂ含量降低,电沉积电流效率降低,所获得的合金镀层表现为亚稳态纳米晶结构,在不同电流密度下获得的Ｎｉ－Ｗ－Ｂ合金电沉积层的显微硬度值接近,约为６５０ｋｇ／ｍｍ＾２,与Ｎｉ－Ｗ合金相比有明显提高。     

添加剂的整平能力及其对Cu电沉积层结构的影响

采用电化学、X射线衍射和扫描电镜方法研究酸性镀铜过程中添加剂的整平能力及其对Cu电沉积层结构和表面形貌的影响。结果表明，采用本文所研制的添加剂，可以获得光亮、致密且整平能力可达到100％的Cu电沉积层；所获得的Cu镀层均不存在明显的晶面择优取向现象。镀液中光亮剂单独存在及其与整平剂共存时，镀层表面分别呈现晶粒细小致密形貌和网状结构。     

锌电沉积层的形态和结构

采用扫描电子显微镜和Ｘ射线衍射方法，研究添加剂、络合剂和电流密度对锌酸盐镀锌层表面形态和结构的影响．结果表明，添加剂是造成锌沉积层表面形态和结构变化的主要原因；络合剂、添加剂ＤＩＥ、ＡＡ－１、以及两者共存时，锌沉积层表面分别呈现细粒状、片状、蜂窝状和米粒状形态；由于添加剂的存在导致锌沉积物织构系数ＴＣ（１１０）显著提高并影响晶格参数和晶粒尺寸．讨论了上述实验结果．     

硅表面直接化学镀镍研究

演示了n-Si(100)不经预先活化处理, 可在碱性镀液中直接进行化学镀镍. 考察了镀液pH值和温度对镀层中金属颗粒尺寸的影响, 并运用能量耗散谱(EDS)分析了硅表面上化学镀层的元素组成. 发现温度的提高或镀液pH值的降低会使沉积层中的金属颗粒尺寸增大. 根据半导体电化学原理讨论了镍离子在硅表面还原的可能机理, 化学镀镍晶种的形成主要归因于在碱性溶液中Si表面上水分子捕获半导体电子而产生原子氢.     

镍钨合金电结晶机理

应用循环伏安法和电位阶跃法研究了Ｎｉ－Ｗ合金电沉积特点．结果表明,在以柠檬酸铵为络合剂的镀液中,沉积层的Ｗ含量随电流密度的增大而增加但电流效率变化不大,当电流密度超过１５Ａ／ｄｍ２后,镀层的Ｗ含量不再发生明显的变化而电流效率却明显降低．循环伏安实验结果表明,当镀液中有Ｎｉ２＋存在时,ＷＯ２－４才能被还原到以Ｎｉ－Ｗ合金形式存在的Ｗ金属态,且其沉积电位比ＷＯ２－４（沉积为钨蓝氧化物）和Ｎｉ２＋单独沉积时的电位更正．根据电位阶跃的ｉ～ｔ曲线分析得知,在玻碳电极上Ｎｉ－Ｗ合金电结晶过程遵从扩散控制瞬时成核三维成长模式进行,且随着过电位的增加,电极表面上晶核数增多．     

添加剂的吸附行为及其对锌镍合金镀层结构的影响

采用电化学法研究锌镍镀液中有机添加剂ＡＡ－１和ＤＩＥ的吸附行为及其对电沉积过程的阻化作用，并用ｘ射线衍射法研究所获得Ｚｎ－Ｎｉ合金沉积层的相组成和织构，结果表明，ＡＡ－１和ＤＩＥ在电极表面吸附并阻化Ｚｎ－Ｎｉ合金共沉积；它们单独存在或共存时，均造成合金沉积物的Ｎｉ含量较无添加剂的为低，合金沉积物的相组成由单独存在时的η相转变为共存时的η＋ｒ相；由于ＡＡ－１和ＤＩＥ的协同作用而强烈地促进沉积物（１００）晶面的形成。