由于(yu)該體(ti)(ti)系(xi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)了(le)緩(huan)沖能力強的DMF,可使(shi)(shi)(shi)鍍(du)液(ye)的pH穩定,從而使(shi)(shi)(shi)鍍(du)層厚度的增(zeng)加成為可能。沉(chen)積速率快(kuai),鍍(du)層光亮,耐蝕性(xing)好,使(shi)(shi)(shi)用(yong)DMF溶液(ye)體(ti)(ti)系(xi)時溶液(ye)的導電性(xing)差,需(xu)要較高的槽(cao)電壓,電耗較高,但鄭姝(shu)皓(hao)、龔竹青等人使(shi)(shi)(shi)用(yong)DMF溶液(ye)沉(chen)積得到了(le)納(na)米晶Ni-Fe-Cr合金(jin),并成功用(yong)于(yu)核電站冷凝管上(shang)。


1. DMF-H2O體系鍍液組成和操作條件


 鍍液組成和(he)操(cao)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:周期為300ms、75ms、50ms、25ms、10ms、5ms、2ms、1ms;


 占空(kong)比tot/tom=0(直(zhi)流)、0.2、0.25、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8。



2. 鍍液及(ji)鍍層特(te)性


 a. Ni-Fe-Cr合金(jin)層表面的(de)SEM圖像(xiang)


圖 13.jpg


由(you)圖11-13可見,脈沖和直(zhi)流電沉積(ji)所獲得的合金鍍層的晶粒(li)都在納米范圍(wei)內,但脈沖電沉積(ji)的晶粒(li)(b)小于直(zhi)流電沉積(ji)的晶粒(li)(a)。


 b. 合金晶粒尺寸與外(wai)觀


 直(zhi)流和(he)脈(mo)沖條件(jian)下合(he)金層晶(jing)粒尺寸與(yu)外觀的比較(jiao)(SEM)見表(biao)11-6.


表 16.jpg


由表11-6可見,脈沖(chong)電(dian)(dian)(dian)沉(chen)(chen)積(ji)條件(jian)下得到的合金晶(jing)粒(li)尺寸和鍍(du)層(ceng)外觀均優于直流電(dian)(dian)(dian)沉(chen)(chen)積(ji),直流電(dian)(dian)(dian)沉(chen)(chen)積(ji)鍍(du)層(ceng)的晶(jing)粒(li)隨電(dian)(dian)(dian)鍍(du)時間(jian)的延長而明顯(xian)增(zeng)大(da),而脈沖(chong)電(dian)(dian)(dian)沉(chen)(chen)積(ji)晶(jing)粒(li)長大(da)的速率則不明顯(xian)。


c. 直流和脈沖電沉積Ni-Fe-Cr合金極(ji)化曲線


 直(zhi)流和脈沖電沉積Ni-Fe-Cr合金極化曲線(xian)見(jian)圖11-14。


圖 14.jpg


 由(you)圖11-14可(ke)見,脈沖電沉(chen)積(ji)曲線的(de)斜率高于(yu)電流(liu)電沉(chen)積(ji)曲線的(de)斜率,故(gu)脈沖電沉(chen)積(ji)可(ke)獲得比直流(liu)電沉(chen)積(ji)更為細致的(de)結晶。


4. 直流(liu)和脈沖電(dian)沉積(ji)Ni-Fe-Cr合金的時間和沉積(ji)速率的關(guan)系(xi)


  直(zhi)流(liu)和脈沖電沉(chen)積(ji)(ji)Ni-Fe-Cr合金的時間和沉(chen)積(ji)(ji)速(su)率(lv)的關(guan)系見圖(tu)11-15。由圖(tu)11-15可(ke)見,脈沖電沉(chen)積(ji)(ji)的沉(chen)積(ji)(ji)速(su)率(lv)高于直(zhi)流(liu)電沉(chen)積(ji)(ji)。


圖 15.jpg


6. 直(zhi)流(liu)和脈(mo)沖電沉積Ni-Fe-Cr合金的時間(jian)和陰極電流(liu)效率的關系。


直流和脈(mo)沖電沉(chen)積(ji)(ji) Ni-Fe-Cr合金(jin)的(de)時(shi)間和陰極電流效率的(de)關(guan)系見11-16。由圖(tu)11-16可見,脈(mo)沖電沉(chen)積(ji)(ji)的(de)陰極電流效率高于直流電沉(chen)積(ji)(ji)。在(zai)采用脈(mo)沖電沉(chen)積(ji)(ji)時(shi),選(xuan)擇適宜的(de)脈(mo)沖參數是非(fei)常重要(yao)的(de)。