电镀论文综述001

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1、关于合金电沉积进展的综述课程名称：电镀工艺学关于合金电沉积进展的综述摘要：电沉积纳米晶合金和非晶合金是近期发展起来的新合金材料。本文介绍了最近几年电沉积的工艺研究，结晶结构的研究和电沉积合金理论的发展现状。综述了纳米晶合金和非晶合金的制取方法、特性应用。由于纳米晶合金和非晶合金具有优异的性能（高的硬度、耐磨性、耐蚀性、电磁性、光学性质、抗高温氧化性质等），因此在生产生活中有着广阔的应用前景。主题词：合金电沉积；合金镀层；纳米晶；非晶态；鹄合金■1前言材料是物质的基础，新材料的制备、表面处理和改性技

2、术已人人提高了材料的使用特性，电沉积是制备新材料的重要途径Z-O随着现代工业和科学技术的迅速发展，电沉积合金的内容也不断地扩展。纳米品合金和非品态合金是两种重要的新型材料，受到人们的极大关注，近几年的迅速发展已经成为当今材料科学广泛研究的新领域。随着汽车、电子、能源等工艺的飞速发展，对材料表面性能的要求越来越高。而合金镀层因具有与单金属镀层不同的特殊表而性能，如较高的硬度、耐蚀性、耐磨性、良好的磁性、易钎焊性等优点，引起人们的极大兴趣，其使用范围也越来越广。合金镀层是指含有两种或两种以上金属的镀层

3、，其制备方法分为冶金热熔、真空蒸发镀、溅射离子镀、化学沉积、电化学沉积等，其中前三类技术以高温或高真空设备为核心，存在工艺复杂、设备昂贵、成本高、难以大批量制备及推广等缺点。化学沉积、电化学沉积设备简单、价格低廉，已逐渐成为制备回家沉积层的有效方法。■2电沉积纳米晶合金目前，电沉积纳米合金技术进行了很多研究。据不完全统计，用电沉积方法已制备了超过30种纳米合金。2.1电化学法制备纳米晶合金的主要优点1.电沉积层具冇独特的高密度和低孔隙率，结晶组织取决于电沉积参数。通过控制电流、电势、电解液组成成分

4、等工艺参数，可以精确地控制膜层的厚度、化学组分、品粒组织、品粒大小和孔隙率等；2.适用于制备纯金属纳米晶膜、合金膜及复合材料膜等；1.电沉积过程过电势是主要推动力，容易实现电沉积，工艺灵活，易转换；2.可在常温常压下操作，节约能源，避免了高温引起的热应力；川传统的热加工方法如热挤压法和粉末冶金法制备复合材料一般需要在500〜1200°C或更高的温度下进行，基体金属与第二相颗粒之间会发生化学反应或相互扩散等现象，影响复合材料性能。而复合电沉积法是在水相镀液中进行，温度一般不会超过100°C,大多数电

5、沉积反应都控制在50〜60°C进行。金属基体不会为第二相发生相互作用，保持各自特性。3.易使沉积原子在单品基质上外延生长，从而得到较好的外延生长层；6•有很好的经济性和较高的生产率，初始投资少。采用传统热加丄方法制备复合材料，需耍鮫为昂贵的生产设备，此外还需要采用保护性气体等防护手段。而复合电沉积方法需要的设备成木较低。此外，防护电沉积技术操作简单、易于控制，并且材料的使用率较高，可反复使用。2.2电沉积法原理电沉积具实就是镀液屮的金属离子通过电解方法，即在外部电场作用厂在阴极发牛还原反应并结晶，

6、最示在阴极基底上沉积形成金属层的过程。在其整个过程屮，要想得到晶粒细小的镀层，只要控制晶核的生成速率比晶粒氏大的速率大就能实现。电沉积镀层晶粒大小依赖于阴极过电位，增加电流密度可以增加过电位，就会提高成核速率，最后使镀层的平均品粒尺寸减小。而镀液屮的添加剂对纳米品的形成则有着至关重要的作用。吸附在阴极表血上的添加剂通过与金属离子的作用,可以将晶粒细化，形成纳米晶。2.3电沉积纳米合金制备方法电沉积纳米晶合金材料的形成由两个步骤控制：（1）形成高晶核数目；（2）控制晶核的成长。通常用电沉积法制备纳米

7、品合金的方法有两种：直流电沉积法和脉冲电沉积法。2.3.1直流电沉积（1）采川适当高的电流密度。随着电流密度的增加，电极上的过电势提高，使成核的骡动力增加，沉积层的晶粒尺寸减小。但电流密度过人会引起浓差极化，从而使晶粒尺寸增人，生成粗晶或枝晶。（2）釆用有机添加剂。一方面，添加剂分子吸附在沉积表面的活性部位，可以减少品体的生长;另一方面，析出原子的扩散也被吸附的有机添加剂分子所抑制，较少达到牛长点，从而优先形成新的晶核。结晶细化剂的作川，是通过在阴极的吸附，增人阴极极化，使形晶核白由能减小，从而细

8、化结晶。2.3.2脉冲电沉积法采用脉冲电沉积时，阴极/溶液界面处消耗的沉积离子可在脉冲间隔内得到补充，因而可采用较高的峰值电流密度，得到的品粒尺寸比直流电沉积时得到的小。此外，采用脉冲电流时山于脉冲间隔的存在，晶粒的生长受到阻碍，减少了外延主长，不易牛成粗人的晶休。目前，电沉积法制备纳米晶较多的采用脉冲电沉积法，脉冲电流的波形一般为矩形波。脉冲电沉积与专利电沉积相比，更易得到纳米晶镀层。脉冲电沉积可通过控制波形、频率、通断比、平均电流密度等参数，获得具有特殊性能的纳米品镀层。2.4