由于該體系(xi)使(shi)用了緩沖(chong)能(neng)力(li)強的(de)DMF,可使(shi)鍍(du)液(ye)的(de)pH穩定(ding),從而使(shi)鍍(du)層厚(hou)度的(de)增(zeng)加成(cheng)為可能(neng)。沉積速率快,鍍(du)層光亮,耐蝕(shi)性(xing)好,使(shi)用DMF溶(rong)液(ye)體系(xi)時溶(rong)液(ye)的(de)導電(dian)性(xing)差,需要較高的(de)槽(cao)電(dian)壓(ya),電(dian)耗較高,但鄭姝(shu)皓、龔竹青等人使(shi)用DMF溶(rong)液(ye)沉積得到了納米晶Ni-Fe-Cr合金,并成(cheng)功用于核電(dian)站冷凝(ning)管上(shang)。
1. DMF-H2O體系鍍液組成和操作條件
鍍液組成和操作條件如下:
氯化鉻(CrCl3·6H2O) 0.8mol/L(213g/L) 、DMF(二甲基甲酰胺) 500mol/L 、水(H2O) 500mol/L
氯化鎳(NiCl2·6H2O) 0.2mol/L(48g/L) 、 穩定劑 0.05mol/L 、 光亮劑 1~2g/L
氯化亞鐵(FeCl2·7H2O) 0.03mol/L(7.6g/L) 、硼酸(H3BO3)0.15mol/L (10g/L)
氯化銨(NH4CI) 0.5mol/L(27g/L) 、電流密度 5~30A/d㎡ 、溫度 20~30℃ 、pH 小于2
采用的脈沖參數:周(zhou)期為300ms、75ms、50ms、25ms、10ms、5ms、2ms、1ms;
占空比tot/tom=0(直流)、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8。
2. 鍍(du)液(ye)及鍍(du)層(ceng)特性(xing)
a. Ni-Fe-Cr合金(jin)層表面的(de)SEM圖(tu)像(xiang)
由圖11-13可(ke)見,脈沖(chong)和直(zhi)流電沉積所(suo)獲得的合金鍍層的晶(jing)粒(li)都在(zai)納(na)米范圍內,但(dan)脈沖(chong)電沉積的晶(jing)粒(li)(b)小(xiao)于直(zhi)流電沉積的晶(jing)粒(li)(a)。
b. 合金晶(jing)粒尺寸與外觀
直流和脈沖條件下合金層晶粒尺(chi)寸與外觀(guan)的比較(jiao)(SEM)見表(biao)11-6.
由表11-6可見(jian),脈沖電(dian)(dian)沉積條件下得到(dao)的合金晶(jing)粒尺寸(cun)和鍍(du)(du)層外觀均優于直流電(dian)(dian)沉積,直流電(dian)(dian)沉積鍍(du)(du)層的晶(jing)粒隨電(dian)(dian)鍍(du)(du)時間(jian)的延長(chang)(chang)而(er)明(ming)顯(xian)增大,而(er)脈沖電(dian)(dian)沉積晶(jing)粒長(chang)(chang)大的速率則(ze)不明(ming)顯(xian)。
c. 直流和脈沖(chong)電沉(chen)積(ji)Ni-Fe-Cr合(he)金極化曲(qu)線
直流和脈沖電沉(chen)積Ni-Fe-Cr合金(jin)極化曲(qu)線見圖11-14。
由(you)圖11-14可(ke)(ke)見,脈沖電沉(chen)積(ji)曲線的(de)(de)斜率高于(yu)電流電沉(chen)積(ji)曲線的(de)(de)斜率,故(gu)脈沖電沉(chen)積(ji)可(ke)(ke)獲得比直流電沉(chen)積(ji)更為細(xi)致的(de)(de)結晶。
4. 直流和脈沖電沉積Ni-Fe-Cr合金的時間和沉積速率的關(guan)系
直流和脈(mo)沖電(dian)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)Ni-Fe-Cr合金的(de)時間和沉(chen)(chen)(chen)積(ji)速率的(de)關系(xi)見圖11-15。由(you)圖11-15可見,脈(mo)沖電(dian)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)的(de)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)速率高于直流電(dian)沉(chen)(chen)(chen)積(ji)。
6. 直流(liu)和(he)脈(mo)沖電(dian)沉積Ni-Fe-Cr合金的(de)時間和(he)陰極電(dian)流(liu)效率的(de)關(guan)系。
直(zhi)流(liu)和脈沖電沉積 Ni-Fe-Cr合金(jin)的(de)(de)(de)時間和陰極電流(liu)效率的(de)(de)(de)關系見11-16。由圖11-16可見,脈沖電沉積的(de)(de)(de)陰極電流(liu)效率高于直(zhi)流(liu)電沉積。在采用脈沖電沉積時,選擇適(shi)宜的(de)(de)(de)脈沖參數是非常重要(yao)的(de)(de)(de)。