第7章-电化学测量在电沉积中的应用

哈尔滨工业大学（威海）第7章电化学测量在电沉积中的应用7.1电沉积基础7.2合金电沉积的机理研究7.3电镀添加剂的研究7.4欠电位沉积哈尔滨工业大学（威海）7.1电沉积基础金属析出的基本过程哈尔滨工业大学（威海）7.1电沉积基础水溶液中金属沉积的可能性哈尔滨工业大学（威海）7.1电沉积基础•影响镀层品质的因素电极的表面状态操作电流密度配位剂种类的影响配位离子的传输添加剂析氢哈尔滨工业大学（威海）7.2合金电沉积的机理研究7.2.1合金电沉积的基本原理7.2.2合金电沉积的类型正则共沉积非正则共沉积平衡共沉积异常共沉积诱导共沉积哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究•计时安培（电势脉冲）法作为一种有力的技术广泛用于研究单金属沉积时的成核过程。•合金电沉积中所检测到的是一个包含两个甚至更多还原过程的混合电流响应，必须将由Zn成核引起的电流与由Ni成核引起的电流分开。•合金沉积过程中形成过渡层化合物的时间非常短，这给成核机理的研究带来了困难。Ag(100)晶面上Ag+沉积的计时电流响应曲线哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究为了得到某一物种还原的瞬时电流，上式中的Q必须是该物种还原所引起的电量，这可以通过恒电流阳极溶出方法得到，当给合金镀层施加一阳极电流阶跃，由溶解过程中的电势响应即可能得到各物相的电量方面的信息。011()dnmmtnnknkkkQtQtitknknnnnnQtititQt对于涉及m个还原过程的合金电沉积过程各物种还原对应的电量分量为哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究Zn-Ni合金镀层的阳极恒电流（10μA~1mA）溶出电位响应示意图哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究－氯化物Yu-PoLin等对pH为1.6的氯化物镀液（0.92MZnCl2+0.58MNiCl2）体系的研究哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究－氯化物2mol/LKCl，1mol/LNH4Cl，0.5mol/LH3BO3，0.5mol/LZnCl2和0.25~1.25mol/LNiCl2哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究－氯化物G.Roventi等在进行了详细的研究后指出，在－700mV～－900mV（vsAg/AgCl）范围内沉积为正常共沉积，iZn／iNi之比与镀液成分无关；当电势比－910mV（vsAg/AgCl）更负时，发生异常共沉积，哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究－氯化物当电流密度降低到了一定数值时，Zn-Ni合金由异常共沉积转变为正常共沉积哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究－硫酸盐稳态极化曲线Ni2+/Zn2+=1.45（1.36mol/LNiSO4+0.84mol/LZnSO4），25℃哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究－硫酸盐不同温度下的极化曲线，Ni2+/Zn2+=1.45（1.36mol/LNiSO4+0.84mol/LZnSO4），1600rpm哈尔滨工业大学（威海）7.2.3锌镍合金电沉积研究－硫酸盐不同温度下的极化曲线，Ni2+/Zn2+＝1，5mV/s哈尔滨工业大学（威海）7.3电镀添加剂的研究7.3.1光亮剂7.3.2整平剂7.3.3表面活性剂哈尔滨工业大学（威海）7.3.2整平剂的作用－镀铜中Ferasine的整平作用含不同Ferasine浓度时铜沉积的循环伏安图，20mV/s羟基乙基化2-丁炔-1、4-二醇文献来源哈尔滨工业大学（威海）7.3.2整平剂的作用－镀铜中Ferasine的整平作用含不同Ferasine浓度时铜沉积的准稳态曲线（a）和Tafel线性区（b），1000rpm，20mV/s哈尔滨工业大学（威海）7.3.2整平剂的作用－镀铜中Ferasine的整平作用电极旋转速度对极化曲线流体动力区的影响，20mV/s不含Ferasine含8ml/LFerasine哈尔滨工业大学（威海）7.3.2整平剂的作用－镀铜中Ferasine的整平作用铜沉积过程的复数平面图，E＝－0.175V（vsSCE），1000rpmFerasine的浓度（ml/L）：a－0；b－8；c－15哈尔滨工业大学（威海）7.3.2整平剂的作用－镀铜中Ferasine的整平作用Ferasine的浓度对铜直流沉积的电荷传递电阻（a）和双电层电容（b）的影响哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积•欠电位沉积（underpotentialdeposition，缩写UPD）是指一种金属可在比其平衡电势正的电位下沉积在另一种金属基体上，生成单原子厚度层的现象。哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积MUPD0.20.50.5E基底UPDE功函数之差对的影响哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程Au(111)电极在0.05MH2SO4+1mMCuSO4中的循环伏安图哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程Au(111)电极在不同溶液中的稳态CV曲线0.5MH2SO4+10mMCuSO4，pH＝0.32－0.5MNa2SO4+0.5mMH2SO4+10mMCuSO4，pH＝3.7哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程Au(111)电极在不同溶液中的CV曲线0.5MH2SO4+10mMCuSO4，pH＝0.3；0.5MNa2SO4+0.5mMH2SO4+10mMCuSO4，pH＝3.7文献来源哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程乙硫醇修饰过的Au(111)电极的CV曲线，10mV/s实线：0.1MH2SO4+0.7mMCuSO4；虚线：0.1MH2SO4哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程经乙硫醇修饰后的Au(111)电极在0.1MH2SO4+7mMCuSO4溶液中的CV曲线哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程在0.005V持续不同时间后的Au(111)电极的溶出曲线1m/s哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程Cu在低指数晶面上欠电势沉积的CV曲线5m/s，0.05MH2SO4+1mMCuSO4实线－Au(110)虚线－Au(100)哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程Cu在0.05MH2SO4+1mMCuSO4溶液中的欠电势沉积CV曲线，5mV/sAu(332)Au(775)Au(554)哈尔滨工业大学（威海）7.4欠电位沉积－Cu在Au电极表面欠电位沉积过程Cu在Au(755)表面发生欠电势沉积的CV行为