电沉积纳米晶材料制备方法、机理和应用

《电沉积纳米晶材料制备方法、机理和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电沉积纳米晶材料制备方法、机理和应用屠振密胡会利于元春高鹏李宁(哈尔滨工业大学(威海)应用化学系，山东264209)[摘要]纳米技术是一个激情和迅速发展的新领域。利用这种技术可以设计和制造微型的结构部件，其大小仅几个纳米．本文主要介绍了用电沉积技术制备纳米晶材料的方法和机理，如直流电沉积法、脉冲电沉积法、复合电沉积法、喷射电沉积法，超声电沉积法和刷镀法，对电沉积纳米晶材料的应用和展望也进行了讨论．[关键词]电沉积；纳米技术；纳米晶材料；直流电沉积；脉冲电沉积；复合电沉积[中图分类号]150．6[文献标识码]ATheelectrochemicalmethodsandmechanis

2、msforpreparationnanoerVSta上上1nematerlaiSandtneaPP上1Catlons99⋯●1．■●TuZhen—mi，HuHui—ii，YuYuan—chun，GaoPeng(HarbinInstituteofTechnologyDepartmentofApplicationalchemistry(weihai)，ShanDong，264209)【Abstract】Nanotechnologyisanexcitingandrapidlyevolvingnewfieldthatdealswiththedesignofe)(tremelysmalls

3、tructureshavingcriticallengthdimensionsontheorderofonlyafewnanometers．Thispaperfocusesontheelectrochemicalmethodsandtheirmechanismsforpreparationnanocrystallinematerials，suchas：dcelectrodepos“ion；pulseelec仃odeposition；compositeeIectrodeposition：jetelectrodeposition，ultrasonicelectrodeposition

4、andbrushelectrodeposition，andtheapplicationsarealsodiscussed．[Keywords】electrodeposition；nanotechnology；nanocrystallinematerials；dcelec仃odeposition；pulseelectrodeposition；compositeelectrodeposition0前言．纳米粒子通常是指l一-lOOnm范围内的固体粒子，可以是非晶体，微晶聚合体或微单晶，微粒尺寸上的变化和限制将会产生新的特殊的物理和化学现象11’5I。纳米技术是基础科学的一部分。我们知

5、道化学是研究原子和分子的，它研究物质的尺寸普遍小于1纳米(100rim)的物质，那末在以上两个领域之间存在一个断层，这个断层是研究1至100纳米(1,-一100nm)之间的粒子，这就是纳米技术研究的范围，也就是研究大约每个由lO—106个原子或分子构成的粒子形成的领域16,71．1纳米晶材料的制备方法及特性纳米晶材料的组成一般分为两种类型：一类是由纳米粒子组成的，另一类是在纳米粒子间有较多的孔隙或无序原子或另一种材料。纳米粒子镶嵌在另一种基质材料中，就属于第二类纳米薄膜或称为复合层。由于纳米品材料在光学

6、、电学、催化、敏感等方面具有很多特殊性能，因此具有广阔的应用前景14,Sl。1．1纳米晶材料的制备方法制备纳米材料的方法有很多种，综合起来有以下几种类型pJ：(1)气相法(如物理或化学气相沉积、惰性气体凝聚等)3(2)液相法(如快速周化、雾化等)(3)固相法(如机械研磨、非晶态初始晶化等)(4)化学法(如溶胶、凝胶法、沉积法等)(5)电化学法(如电沉积法、复合电沉积法、化学镀等)1．2电化学法制备纳米晶材料的优点18JOl(1)电沉积层具有独特的高密度和低孔隙率：通过控制电沉积参数能精确地控制膜层的厚度、化学组分，晶粒组织、晶粒大小和孔隙率等；(2)适合于制备纯金属纳米晶膜、合金

7、膜及复合材料膜等各种类型膜层：(3)过电势是主要推动力，电沉积过程容易实现、工艺灵活、易转化；(4)可在常温常压下操作，节约了能源，避免了高温引入的热应力；’(5)电沉积易使沉积原子在单晶基质上外延生长，易得到较好的外延生长层：C6)生产率较高，初始投资低，经济效益好。2电沉积纳米晶材料的制备方法和原理电沉积是一种电化学过程，也是氧化一还原过程，它研究的重点是“阴极沉积”。为了得到纳米晶，在镀液中加入适量的晶粒细化荆是非常有利的，通常加入的细化剂有糖精、十二烷基磺酸钠、尿素等．电