Dépôt électrochimique
Coolidge
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2018-09-03 11:31:02
Dépôt électrochimique
Le dépôt électrochimique est généralement utilisé pour la croissance des métaux et des oxydes métalliques conducteurs en raison des avantages suivants: l'épaisseur et la morphologie de la nanostructure peuvent être contrôlées avec précision en ajustant les paramètres électrochimiques; des dépôts relativement uniformes et compacts peuvent être synthétisés dans des structures à base de modèles; des taux de dépôt plus élevés sont obtenus; et l'équipement est peu coûteux en raison de la non-exigence d'un vide poussé ou d'une température de réaction élevée. [6] [7] [8]
Électrodéposition d'impulsions ou électrodéposition par impulsions (PED)
Une simple modification de la galvanoplastie est la galvanoplastie par impulsions. Ce processus implique l'alternance rapide du potentiel ou du courant entre deux valeurs différentes, résultant en une série d'impulsions d'égale amplitude, durée et polarité, séparées par un courant nul. En modifiant l'amplitude et la largeur de l'impulsion, il est possible de modifier la composition et l'épaisseur du film déposé [9].
Les paramètres expérimentaux de la galvanoplastie par impulsions consistent généralement en un courant / potentiel de pointe, un rapport cyclique, une fréquence et un courant / potentiel effectifs. Le courant / potentiel de pointe est le réglage maximal du courant ou du potentiel de galvanoplastie. Le rapport cyclique est la partie efficace du temps pendant une période de galvanoplastie avec le courant ou le potentiel appliqué. Le courant / potentiel effectif est calculé en multipliant le rapport cyclique et la valeur crête du courant ou du potentiel. La galvanoplastie par impulsions pourrait contribuer à améliorer la qualité du film électrolytique et libérer les contraintes internes accumulées lors du dépôt rapide. La combinaison du cycle de service court et de la fréquence élevée pourrait réduire les fissures de surface. Toutefois, afin de maintenir le courant ou le potentiel effectif constant, une alimentation haute performance peut être nécessaire pour fournir un courant / potentiel de pointe élevé et un commutateur rapide. Un autre problème commun de l'électrodéposition d'impulsions est que le matériau d'anode pourrait être plaqué et contaminé pendant la galvanoplastie inverse, en particulier pour l'électrode inerte à coût élevé comme le platine.
Parmi les autres facteurs susceptibles d'affecter la galvanoplastie par impulsions, on peut citer la température, l'intervalle entre l'anode et la cathode et l'agitation. Parfois, la galvanoplastie par impulsions peut être effectuée dans un bain de galvanoplastie chauffé pour augmenter la vitesse de dépôt, car le taux de presque toute la réaction chimique augmente de manière exponentielle avec la température selon la loi d'Arrhenius. L’intervalle entre l’anode et la cathode est lié à la distribution du courant entre l’anode et la cathode. Le rapport entre le petit écart et la surface de l'échantillon peut entraîner une distribution inégale du courant et affecter la topologie de surface de l'échantillon plaqué. L'agitation peut augmenter le taux de transfert / diffusion des ions métalliques de la solution en vrac vers la surface de l'électrode. Le réglage de l'agitation varie selon les différents procédés de galvanoplastie des métaux.
Le dépôt électrochimique est généralement utilisé pour la croissance des métaux et des oxydes métalliques conducteurs en raison des avantages suivants: l'épaisseur et la morphologie de la nanostructure peuvent être contrôlées avec précision en ajustant les paramètres électrochimiques; des dépôts relativement uniformes et compacts peuvent être synthétisés dans des structures à base de modèles; des taux de dépôt plus élevés sont obtenus; et l'équipement est peu coûteux en raison de la non-exigence d'un vide poussé ou d'une température de réaction élevée. [6] [7] [8]
Électrodéposition d'impulsions ou électrodéposition par impulsions (PED)
Une simple modification de la galvanoplastie est la galvanoplastie par impulsions. Ce processus implique l'alternance rapide du potentiel ou du courant entre deux valeurs différentes, résultant en une série d'impulsions d'égale amplitude, durée et polarité, séparées par un courant nul. En modifiant l'amplitude et la largeur de l'impulsion, il est possible de modifier la composition et l'épaisseur du film déposé [9].
Les paramètres expérimentaux de la galvanoplastie par impulsions consistent généralement en un courant / potentiel de pointe, un rapport cyclique, une fréquence et un courant / potentiel effectifs. Le courant / potentiel de pointe est le réglage maximal du courant ou du potentiel de galvanoplastie. Le rapport cyclique est la partie efficace du temps pendant une période de galvanoplastie avec le courant ou le potentiel appliqué. Le courant / potentiel effectif est calculé en multipliant le rapport cyclique et la valeur crête du courant ou du potentiel. La galvanoplastie par impulsions pourrait contribuer à améliorer la qualité du film électrolytique et libérer les contraintes internes accumulées lors du dépôt rapide. La combinaison du cycle de service court et de la fréquence élevée pourrait réduire les fissures de surface. Toutefois, afin de maintenir le courant ou le potentiel effectif constant, une alimentation haute performance peut être nécessaire pour fournir un courant / potentiel de pointe élevé et un commutateur rapide. Un autre problème commun de l'électrodéposition d'impulsions est que le matériau d'anode pourrait être plaqué et contaminé pendant la galvanoplastie inverse, en particulier pour l'électrode inerte à coût élevé comme le platine.
Parmi les autres facteurs susceptibles d'affecter la galvanoplastie par impulsions, on peut citer la température, l'intervalle entre l'anode et la cathode et l'agitation. Parfois, la galvanoplastie par impulsions peut être effectuée dans un bain de galvanoplastie chauffé pour augmenter la vitesse de dépôt, car le taux de presque toute la réaction chimique augmente de manière exponentielle avec la température selon la loi d'Arrhenius. L’intervalle entre l’anode et la cathode est lié à la distribution du courant entre l’anode et la cathode. Le rapport entre le petit écart et la surface de l'échantillon peut entraîner une distribution inégale du courant et affecter la topologie de surface de l'échantillon plaqué. L'agitation peut augmenter le taux de transfert / diffusion des ions métalliques de la solution en vrac vers la surface de l'électrode. Le réglage de l'agitation varie selon les différents procédés de galvanoplastie des métaux.
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