喷射电镀纳米晶镍工艺研究.pdf

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工业技术
喷射电镀纳米晶镍工艺研究
江山王世建康广生刘琨
河南工业大学理学院郑州
摘要:采用喷射电沉积法,在直流和方波脉冲两种电流波形下制备纳米晶镍镀层。研究了沉积参数,如电流密度、电流波形,铰液喷射
速度号对镀层微观结构的影响。
关键词:喷射电沉积纳米晶镍微观结构
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号: ∞∞∞如∞∞加
喷射电沉积是一种高速电沉积技术, 及含量见表。沉积时,喷嘴竖直对准水平. 电流密度对镀层平均晶粒尺寸的影响
一方面具有高的热量租物质传输率,使得放置的低碳钢基体,距离。镀液温度由谱的各衍射峰的半高宽数据,
金属沉积速率大大提高】】;另一方面能极大±℃,值.;分别采用直流、方波脉冲采用谢乐公式计算得到镀层平均晶粒尺
地提高极限电流密度,使电沉积可在高的脉冲宽度一.,,如图:采用直流和
电流密度和高的过电位下进行。高的沉积电流波形,改变沉积电流密度及镀液喷射脉冲两种电流波形进行电沉积均可获得纳
过电位能促进电结晶过程中大量新的成速度制备了一系列样品。用—衍射米晶镍镀层,但在两种电流波形下,镀层晶
核,更易获得纳米晶结构的镀层。因而喷分析镀层结构,如平均晶粒尺寸和织粒尺寸与沉积电流密度的关系表现出了近
射电沉积很适合于工业上生产纳米晶结构构等。乎相反的趋势。对于直流电沉积,随着电流
的镀层材料。本文采用自制喷射电沉积装如表所示。密度逐步增加,镀层平均晶粒尺寸亦随之
置,在直流和方波脉冲两种电流波形下制增大;
备纳米晶镍镀层,研究了电流密度、电流波实验结果与讨论而对于脉冲镀层,当峰值电流密度从
形、镀液喷射速度等对镀层微观结构的影电流密度对镀层织构的影响/增加到/时,平均晶粒尺
响。保持镀液喷射速度均为/,分别采寸却逐渐减小。
用直流和方波脉冲两种电流波形,制备镍如图,图所示。
实验方法镀层,对这一系列镀层作—衍射. 喷射速度对镀层微观结构的影晌
. 实验装置及基材处理分析。结果表明对于直流镀层,随着电流密两种电流波形下,保持电流密度均为
喷射电沉积实验装置由母液槽、过滤泵、度从/增加到/,镀层晶粒生/不变,使镀液喷速从/逐渐增
控制阀、电源和沉积室等组成。在沉积室内, 长的择优取向由织构逐步向织构/,制备一系列镀层。镀层的结
阳极喷嘴为内直径的不溶性钛管,阴极转变;对于脉冲镀层,随着峰值电流密度从果表明,无论直流电沉积还是脉冲电沉积,
。沉积前基体直/增加到/,晶粒生长的择喷射速度的变化对镀层的织构几乎没有影
接进行化学除油,然后在%% ,溶优取向则是由织构向织构转变。响。喷射速度对镀层平均晶粒尺寸的影响
液中除锈至锈斑溶解消失,放人%盐酸溶液在两种电流波形下沉积的镀层,展示出两见图:喷速对脉冲镀层平均晶粒尺寸几乎
中活化,取出用蒸馏水洗净后,立即送入种不同的织构转变趋势。电沉积时晶粒生也没有影响;而喷速的增加能起到细化直
沉积室进行电沉积。长的择优取向实质上决定于阴极过电位。流镀层