文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
脉冲电沉积Cu/nanoAl<,2>O<,3>复合镀层制备、组织结构及其
性能研究
姓名:侯莹
申请学位级别:硕士
专业:冶金物理化学
指导教师:朱福良
20100525
摘要纳米复合电沉积是一种新兴的复合表面技术,在电镀或化学镀溶液中加入不溶性纳米级固体颗粒,并使其与基质金属在阴极上共沉积,形成具有优异性能的新型镀层,这种电沉积技术正逐渐成为研究焦点。本文在直流、单脉冲两种电流砑恿/⒔涟杷俣痳⒍埔何露妗⒌;较为紧密,且具有明显方向性。用湎哐苌湟欠治隽硕撇愕奈⒐劬褰峁梗使镀层的晶体择优取向发生变化,脉冲电镀使晶粒细化,并且晶格点阵常数变大,晶格畸变增大。直流电镀时,基质金属的沉积连续进行,粒子在电极表面不间断的嵌入镀层,脉冲电镀由于脉冲间歇存在使具有较大体积的粒子脱附重新回到溶液中,因此镀层中复合粒子尺寸小。脉冲电镀得到的镀层晶粒细化,说明脉冲沉合镀层的耐腐蚀性能最佳。空气高温氧化实验表明:单脉冲复合镀层的耐高温氧化性能最佳。单脉冲复合镀层的硬度高于直流复合镀层。表面界面的是脉冲扩散层,金属离子浓度随脉冲电流密度通断而变化,脉冲扩散方式下,采用正交试验的方法,以镀层的硬度为主要评价指标,得出电镀液的组成及操作条件是:五水合硫酸铜/⒘蛩疞、阴离子表面活性剂、工作比、频率@蒙璧缇、湎哐苌等手段分析镀层的表面形貌与结构,采用腐蚀失重、测定阳极极化曲线、高温氧化试验等手段对其耐腐蚀性、耐高温氧化性能进行评价。以酸性硫酸盐镀铜液为母液,在一定的工艺条件下复合电沉积—复合镀层,选用三种典型的表面活性剂对纳米颗粒进行分散,即阳离子型表面活性剂榛谆寤,阴离子型表面活性剂榛交撬钠和非离子型表面活性剂垡叶ü员仁笛檠芯了它们对复合镀层的影响,结果表明能有效提高男⌒裕进纳米颗粒与金属铜的共沉积;芨纳贫撇愕谋砻嬷柿浚ǘ阅擅卓帕5复合量作用不大。ü璧缇鄄炝硕撇愕谋砻嫖⒐坌蚊病=峁允荆胫绷鞫撇阈蚊蚕啾龋龀宓镀法制备的复合镀层组织进一步得到细化,晶粒尺寸减小,晶粒大小均匀,堆积探讨了不同沉积方式对镀层沉积和生长过程的影响。结果表明,不同的沉积方式积方式阻止了晶粒的长大,提高了电沉积过程中晶核的形成速率。直流及单脉冲制备的复合镀层,当镀层中粒子复合量基本相同时,单脉冲复在直流电沉积的扩散理论基础上,建立了脉冲电沉积双扩散模型,靠近阴极硕士学位论文
层的厚度与电流密度无关,只取决于金属离子的扩散系数与脉冲导通时间,与溶液的主体浓度无关;脉冲扩散层外是稳态扩散层,它将主体溶液中的离子不断的补充到脉冲扩散层中,其中离子的扩散速度在整个过程中基本是稳定的。关键词:脉冲复合镀;镀层性能;/槐砻婊钚约粒蛔橹峁梗荒腐蚀性脉冲电沉积/:春隙撇阒票浮⒆橹峁辜捌湫阅苎芯
玠琗—琣甌/疞,猻疞,疞,.,。琫,琹,.·—畐篶,粀琱·,,
置暑篁詈暑詈皇詈詈皇暑詈詈詈詈詈鼍皇皇皇皇穹詈皇詈鼍脉冲电沉积/春隙撇阒票浮⒆橹峁辜捌湫阅苎芯甊,瓾,;瑆甀瑃瓼,,..簆籶籆痭;Ⅳ詈詈暑皇暑夯誓ɑ拿詈詈詈愁汉粱驶皇暑宣詈詈皇皇詈詈穹詈皇詈暑詈詈暑詈暑鼍暑皇摹詈鼍置;一..
,岔括兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期:冽。年隆叭日期:◇。晁暝垄学位论文版权使用授权书日期:加谀阹月“日原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名:本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有导师签名:
,是目前材料科学中的一个重要研究方向。近年来金材料,例如,以不锈钢镀层代替整体的不锈钢材料,可以节约大量的贵金属材如果在复合镀过程中向复合镀液中添加的不溶性固体微粒的粒径在纳米尺子与同种类的粒径为微米的固体微粒相比,它具有更多独特的物理、化学及力学性能,因此纳米复合镀层比微米级的普通复合镀层的性能有着大幅度提高。沉积技术是一种有效的方式。脉冲电镀时电流或电压的张弛增加了阴极的活性极化和降低了阴