钕离子对镍电沉积层择优取向及其性能的影响

对１．０ｍｏｌ／ＬＮｉＳＯ４，０．５ｍｏｌ／ＬＨ３ＢＯ３，１．１×１０－３ｍｏｌ／ＬＮｄＣｌ３体系，在宽电位范围内，控制电位沉积可得到高择优取向镍沉积层，控制电位为－１．２５Ｖ，沉积９０ｍｉｎ，得到高择优取向（２２０）镍沉积层，对该镍沉积层的织构度采用Ｘ射线衍射进行测定，其织构度ＴＣ２２０为９４％，测定了高择优取向（２２０）镍沉积层在１ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液中的析氢电催化性能，与多晶镍电极相比具有良好的电催化活性，使析氢过电位降低，交换电流密度提高．     

锌镍合金薄层的动电位和恒电流阳极溶出行为

采用动电位法和恒电流法研究了从含有络合剂和有机添加剂的碱性镀液中沉积出的锌镍合金薄层的阳极溶出行为。结果表明，控电位或控电流沉积的Ｚｎ－Ｎｉ合金薄层的动电位阳极溶出峰电位和恒电流阳极溶出曲线的平阶电位可用于表征合金镀层的化学组成和相结构。讨论了碱性镀液体系和酸性体系获得的合金沉积层溶出行为之间的差异。     

电沉积Zn—Ni—P合金的研究：Ⅱ.NaH2PO2对锌—镍合金电沉…

用循环伏安法研究了ＮａＨ２ＰＯ２对锌镍合金电沉积的影响。结果表明：镀液中加入了ＮａＨ２ＰＯ２后，可以使合金电沉积时的阴极极化增大，并且出现成核生长的电流环，与Ｚｎ－Ｎｉ合金，Ｚｎ镀层相比，所获得的锌镍磷合金镀层的阳极溶解峰电位正移，因而可以预计Ｚｎ－Ｎｉ－Ｐ合金耐蚀性的提高。     

组合添加剂对铅－锌合金共沉积的作用

用微分电容曲线、极化曲线、恒电流沉积和微分脉冲极谱分析等方法，研究了ＰＺ组合添加剂对铅－锌合金共沉积的作用机理．结果表明，ＰＺ组合添加剂对铅电沉积的较强的阻化作用，是产生铅－锌共沉积的根本原因．镀层组成与电流密度及溶液组成的关系可定量地用一经验方程表示．     

铋对阴极铜沉积微观结构的影响

文章用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、原子吸收光度计和Ｘ射线色散能谱等仪器，研究了含有铋离子的酸性硫酸铜电解液中阴极铜沉积的电结晶生长形态、结晶的晶面取向以及铜沉积层的化学组成。研究结果表明：６０℃时在通常的电解电流密度ｉ＝２００Ａ·ｍ－２下电解，铋不会在阴极沉积；铋离子对铜沉积层的晶面择优取向（２２０）基本不影响，高浓度铋离子存在于电解液中时对（２２０）晶面生长起促进作用，对其它晶面生长起较强的抑制作用；铋离子影响铜沉积的电结晶生长形态和铜沉积层的晶胞尺寸。     

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．     

锡离子添加剂在碱性溶液中对锌电极的作用

通过对锌酸盐和锡离子的共沉积研究了锡离子对锌酸的电沉积作用。实验结果表明锌酸盐的沉积形态从枝晶转变为的紧凑的小晶粒。随着锡离子添加剂含量的增加，锌枝晶被显著抑制。讨论了抑制机理。除了锡沉积在最优生长位置阻塞锌沉积外，锡上的高沉积过电位也是一个重要因素。     

添加剂MPS和SPS及其与PEG、Cl -组合对铜镀层晶面取向的影响

高择优取向的铜镀层具有优异的性能,镀层晶面择优取向受多种因素的影响,添加剂是影响铜镀层晶面取向的因素之一。在酸性CuSO4电解液中分别加入添加剂MPS（3-巯基-1-丙烷磺酸钠）和SPS（聚二硫二丙烷磺酸钠）,及其他们与PEG（聚乙二醇）、Cl－组合的添加剂,在这系列电解液中,采用恒电流沉积方法,在0．040 A／cm2和0．150 A／cm2两个电流密度下,制备出了不同取向的铜镀层。X射线衍射实验结果表明：高电流密度0．150 A／cm2,添加 MPS＋Cl－和 SPS＋Cl－得到了（220）全择优取向的Cu镀层。而添加MPS或SPS,或其他添加剂组合,如MPS＋PEG、MPS＋PEG＋Cl－、SPS＋PEG、SPS＋PEG＋Cl－,得到不同取向择优的镀层。优化添加剂组合是在电沉积过程中尽早实现高择优取向生长的有效方法。     

添加剂对高铋电解铜体系中铜沉积过程的影响

用稳态法研究了添加剂Ｃｌ－、ｇｌｕｅ、（ＮＨ２）２ＣＳ对高铋电解铜体系阴极铜沉积反应的影响。用ＡＡ、ＳＥＭ、ＸＲＤ等仪器研究了添加剂对阴极铜沉积的组成和晶面取向的影响。结果表明：Ｃｌ－对铜沉积反应起去极化作用。ｇｌｕｅ对铜沉积反应起强极化作用。（ＮＨ２）２ＣＳ能改变铜沉积过程的电化学反应机理,使铜沉积反应出现由扩散控制的极限电流。当Ｃｌ－、ｇｌｕｅ、（ＮＨ２）２ＣＳ共存于电解液中时,既对铜沉积反应起强极化作用,又使铜沉积过程的极限电流降低。以低电流密度（２００Ａ·ｍ－２）电解,添加剂存在时可使阴极铜沉积中铋含量从０．０１３％降至０．００２１％,但添加剂不影响铜沉积的晶面择优取向（２２０）。以高电流密度（１５００Ａ·ｍ－２）电解时,添加剂的存在,会改变铜沉积的晶面择优取向。     

无汞碱锰电池锌负极的研究（Ⅱ）

在碱性锌锰电池负极铜集电体表面用化学方法分别沉积致密的铟、锌、锡单层和锌铟、锡、铟、锌锡双层金属。用动态析氢实验表征,发现沉积单、双层金属的集电体在含锌粉的7．0mol/L KOH溶液体系中的析氢量比无沉积层的铜集电体析氢量要小,其中沉积锌铟、锡铟双层的析氢量最小,与用循环伏安和极化曲线方法测试金属集电体的电化学行为的结果一致。在相同的条件下,将沉积不同镀层的集电体装配成电池进行放电,实验结果表明：集电体表面化学沉积铟、锌、锡单层或锌铟、锡铟、锌锡双层金属用来生产无汞碱锰电池的放电性能均超过这类电池的国家行业标准QB1185－01中的要求。     

离子液体[Bmim]BF_4中锌的电沉积研究

在l-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bmim]BE_4离子液体中,以Zn(BF_4)_2为锌盐,研究了在铂基底上锌的电沉积.对锌盐浓度、温度对锌电沉积的影响进行了研究,并分析了锌的成核机理.根据Scharifkera和Hills模型处理得到的无因次曲线,发现锌在铂电极上的电结晶在初始短时间内按三维瞬时成核机理形成.随着时间增长,成核过程变成既不是瞬时成核也非连续成核的一种混合成核模式.温度升高与锌盐浓度增加都使得锌的还原电位正移,过电位减小.SEM结果表明,在锌盐浓度与温度较高时得到的镀层较致密且颗粒相对较大.     

脉冲电流参数对锌铁合金沉积物织构和晶粒尺寸的影响

采用x-射线衍射等方法研究焦磷酸盐镀液中方波脉冲电沉积形成的锌铁合金镀层的织构、晶粒尺寸和显微硬度,实验结果表明,在本实验条件下,脉冲电流参数对合金电沉积层的化学组成影响不大,而对沉积物的织构、晶粒尺寸和显微硬度有较明显的影响,通过调制脉冲频率或占空因数不仅可电沉积出ε-相的合金镀层,而且可获得高择优取向的电沉积层。     

锡离子添加剂在碱性溶液中对锌电极的作用

通过对锌酸盐和锡离子的共沉积研究了锡离子对锌酸的电沉积作用.实验结果表明锌酸盐的沉积形态从枝晶转变为的紧凑的小晶粒.随着锡离子添加剂含量的增加,锌枝晶被显著抑制.讨论了抑制机理.除了锡沉积在最优生长位置阻塞锌沉积外,锡上的高沉积过电位也是一个重要因素.     

混合离子液体中锌的电化学结晶及生长机理

在1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物组成的混合离子液体中,研究了锌在Pt,Cu,Fe-Ni基体上的电沉积过程.温度和ZnCl2的浓度等因素对锌电沉积的伏安行为会产生重要影响.计时电流实验表明,锌在上述3种基体上的电沉积涉及到扩散和动力学联合控制下的由2D瞬时成核到3D过程成核的晶核形成和生长过程.扫描电镜分析表明,高温和低浓度下,易形成线状或棒状的纳米沉积层;高浓度和较短的电解时间,将产生纳米颗粒的沉积物;高浓度和较长的电解时间,形成微米尺寸具有六方晶相的Zn沉积层.     

组合添加剂对铅—锌合金共沉积的作用

用微分电容曲线，极化曲线，恒电流沉积和微分脉冲极谱分析等方法，研究了ＰＺ 组合添国剂对铅－锌合金共沉积的作用机理。结果表明，ＰＺ组合添加剂对铅电沉积的较强的阻化作用，是产生铅－锌共沉积的根本原因。     

二甲亚砜中电沉积La—Co合金膜的研究

研究在非水溶剂二甲亚砜中电沉积La-Co合金膜。体系中加入柠檬酸为络合剂,聚乙醇－100为添加剂,用于改善沉积层的质量。在沉积过程中,应用了恒电位电解技术和脉冲电解技术。所得La-Co合金膜的表面是光滑,致密。粘附性好和有金属光泽。恒电位电解技术沉积得到的La-Co合金膜中La的质量分数是22．42％－50．29％,脉冲电解技术沉积得到的La-Co合金膜中La的质量分数是1．46％－42．63％。脉冲电解技术沉积得到的La-Co合金膜通过电镜观察发现金属粒子的大小约为100nm。     

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．     

添加剂对Sn(Ⅱ)电沉积的影响

本文用线性扫描伏安法研究了 Sn~(2+)在微铂电极上的电沉积过程以及添加剂 DB 对该过程的影响.实验表明 Sn~(2+)在 Pt 基体上沉积要经历 UPD 过程,而加入 DB 该现象消失.DB 的加入不仅能提高阴极极化电位,而且能影响 Sn~(2+)在 Sn 基上的沉积电流.文中用添加剂的吸附理论.初步解释了这一现象。     

射频等离子体化学气相沉积择优取向膜的研究

用射频等离子体沉积择优取向的ＴｉＮ膜，用Ｘ－衍射的方法分析影响取向的原因。     

锌钴异常共沉积机理研究

用电化学方法研究了锌钴异常共沉积机理。实验结果表明,单独电沉积时,在不同电极上,钴离子的沉积电位都比锌离子正100mV至200mV;当锌钴共沉积时,钴受到抑制,其沉积电位变得比锌更负。用锑微电极跟踪电极表面附近pH值发现,钴沉积时,电极表面附近pH值升高。同时,Zn~(2 )生成Zn(OH)_2,并吸附在电极表面上,阻碍CO~(2 )的进一步放电。据此阐明了锌钴异常共沉积机理。