电沉积法制备纳米晶材料的研究进展

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1、第)$卷第,期材料保护T:AD)$-:D,!##)年,月M*&ENO*PQRNS&E?&OS-*C6D!##)!"!!!!!"!!综述!"!!!!!!!"电沉积法制备纳米晶材料的研究进展杨建明，朱荻，雷卫宁（南京航空航天大学机电学院，江苏南京!"##"$）［摘要］综述了纳米晶的特点，纳米晶材料电沉积制备的原理和方法，介绍了电沉积纳米晶镍及镍基材料的硬度、拉伸性能、应力、耐磨、耐蚀性及热稳定性等性能研究及其应用现状。认为"##!%以下的纳米晶电沉积层的高耐蚀耐磨性在汽车发动机、液压活塞等零部件上将会进一步应用，纳米晶镀层的热稳

2、定性还需改善。［关键词］电沉积；纳米晶材料；电铸；性能；应用［中图分类号］&’"()［文献标识码］*［文章编号］"##"+"($（#!##)）#,+###"+#,!"#$%&’(#)’*+%#(,-.’$&/*%-""+.#0-%#&+-"*12,34+-.56+.7，89:;+，#+5.+.7（-./01/23/14567189:;*56:/.<81=7./>*786:/.<81=7，-./01/2!"##"$，?@1/.）2?*%&-$%：&@5=@.6.=8561781=7:;/./:=6978.AA1/5%.

3、8561.A7B565:456415B5>.7B5AA.7187C65C.6.81:/C61/=1CA57./>%58@:>7DEA5=86:>5C:7185>/./:=6978.AA1/5/1=F5AB.71/86:><=5>1/=A<>1/28@5@.6>/577，85/71A5C6:C568157，1/856/.A786577，=:66:71:/./>56:71:/657178./=5，8@56%.A78.G1A189./>187.CCA1=.81:/D&@5/./:=6978.AA1/55A5=86:>5C:7181

4、/2=:.81/2B18@@12@=:66:71:/./>56:71:/657178./=57@:G55H85/7145A9<75>;:68@5C.687:;5/21/5./>C178:/1/.<8:I%:G1A5，G<81878@56%.A78.G1A189781AA/55>5>1%C6:41/2D@#/A’&(*：5A5=86:>5C:7181/2；/./:=6978.AA1/5%.8561.A7；5A5=86:;:6%1/2；C6:C5689；.CCA1=.81:/近十多年来国外对电沉积法制备纳米晶材料作了较多的

5、研B引言究，国内这几年也逐渐开始这方面的研究。电沉积方法经历了直纳米晶材料与常规晶体材料相比有着一系列优良的性能，它流电沉积到脉冲电沉积，目前利用电沉积法已制备出厚度为已作为一类先进材料而受到广泛的关注，将会成为许多工业应用#D"L!D#%%的纳米晶材料。关于电沉积纳米晶材料的性能也已的理想选择。纳米晶材料的制备方法已有多种，其中电化学沉积进行了一定的研究，得到了一些对其应用有指导意义的结论。法是制备纳米晶材料的很有前途的一种方法，因而是目前的研究C原理和方法热点。电沉积法制备纳米晶材料与其他制备方法相比具有以下优点：电沉积

6、过程中，阴极附近溶液中的金属离子放电并通过电结（"）电沉积层具有独特的高密度和低孔隙率，结晶组织取决晶而沉积到阴极上，沉积层的晶粒大小与电结晶时晶体的形核和于电沉积参数，晶粒尺寸分布窄；晶粒的生长速度有关，如果在沉积表面形成大量的晶核，且晶核（!）工艺上易通过改变电参数、电解液成分等条件来控制材和晶粒的生长得到较大的抑制，就有可能得到纳米晶。研究表料的化学成分、结晶组织和晶粒大小；明，高的阴极过电位、高的吸附原子总数和低的吸附原子表面迁（)）容易大量制备纯金属、合金和复合材料纳米晶，室温下即移率是大量形核和减少晶粒生长的必要

7、条件［"］。可形成合金；为了使电沉积达到纳米晶，工艺上常采取以下措施：（,）有很好的经济性和较高的生产率；（"）采用适当高的电流密度。随着电流密度的增加，电极上（(）所需的设备是常规的，现有的电镀和电铸工业已为其提的过电位增加，使形核的驱动力增加，沉积层的晶粒尺寸减小。供了广泛的基础，将该技术从实验室转向现有的电镀和电铸工业不过，如果电流密度增大而阴极附近电解液中消耗的沉积离子来需要克服的技术障碍相对较小，初始投资低。不及得到补充，则反而会使晶粒尺寸增大［!，)］。（!）采用脉冲电流。脉冲电沉积时，一个电流脉冲后阴极I溶［收

8、稿日期］!##!+"#+"J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［基金项目］国家自然科学基金资助项目（(##K(#,#）较高的峰值电流密度，得到的晶粒尺寸比直流电沉积的小。此万方数据!电沉积法制备纳米晶材料的研究进展外，采用脉冲电流时由于脉冲间隔的存在，使增长的晶体受到