电化学沉积法制备薄膜材料.ppt

电化学沉积法制备薄膜材料及其研究进展
胡宝云李嘉胤田鹏王文静
主要内容
1、电化学沉积法简介
2、电化学沉积机理分析
3、电化学沉积方法分类
4、电化学沉积的电解质体系
5、电化学沉积的影响因素
6、电化学沉积法制备的薄膜的特性
1、电化学沉积简介
电化学沉积是一种液相方法,通过电化学沉积技术在材料表面获得具有多种功能的膜层,是一种历史较长、工艺相对成熟的表面处理技术,金属电化学沉积在19世纪早期就已出现。
电化学沉积是指在电场作用下,在一定的电解质溶液(镀液)中由阴极和阳极构成回路,通过发生氧化还原反应,使溶液中的离子沉积到阴极或者阳极表面上而得到我们所需镀层的过程。镀层可以是薄膜也可以是涂层。
电化学沉积的特点
、电化学沉积的优点
1)可在各种结构复杂的基体上均匀沉积;适用于各种形状的基体材料,特别是异型结构件;
2)电化学沉积通常在室温或稍高于室温的条件下进行,因此非常适合制备纳米构;
3)控制工艺条件(如:电流,溶液pH值,温度,浓度,组成,沉积时间等)可精确控制沉积层的厚度,化学组成和结构等;
4)电化学沉积的速度可由电流来控制,电流越大,沉积速度越快;
5)电化学沉积是一种经济的沉积方法,设备投资少,工艺简单,操作容易,环境安全,生产方式灵活适于工业化大生产。
、电化学沉积法的缺点
用电沉积法制备理想的、复杂组成的薄膜材料较为困难。另外,对于基体表面上晶核的生成和长大速度不能控制,制得的化合物半导体薄膜多为多晶态或非晶态,性能不高。
2、电化学沉积机理分析
阴极还原沉积机理
阳极氧化沉积机理
、阴极还原沉积机理
阴极沉积是把所要沉积的阳离子和阴离子溶解到水溶液或非水溶液中,同时溶液中含有易于还原的一些分子或原子团,在一定的温度、浓度和溶液的pH值等实验条件下,控制阴极电流和电压就可以在电极表面沉积出所需的薄膜。