Deposição eletroquímica
Coolidge
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2018-09-03 11:31:02
Deposição eletroquímica
A deposi�o eletroqu�ica �geralmente utilizada para o crescimento de metais e a condu�o de �idos de metal devido � seguintes vantagens: a espessura e a morfologia da nanoestrutura podem ser controladas com precis� ajustando os par�etros electroqu�icos; depósitos relativamente uniformes e compactos podem ser sintetizados em estruturas baseadas em modelos; maiores taxas de deposição são obtidas; e o equipamento é barato devido às necessidades de não-alto vácuo ou uma reação de alta temperatura. [6] [7] [8]
Pressione galvanoplastia ou pressione eletrodeposição (PED)
Uma modificação simples na galvanoplastia é a galvanoplastia. Este processo envolve a alternância rápida do potencial ou corrente entre dois valores diferentes, resultando em uma série de pulsos de igual amplitude, duração e polaridade, separados por corrente zero. Alterando a largura e largura de pulso, é possível alterar a composição e a espessura do filme depositado. [9]
Os parâmetros experimentais da eletrodeposição de pulsos geralmente consistem em pico de corrente / potencial, ciclo de trabalho, frequência e corrente / potencial efetivo. Corrente / potencial de pico é a configuração máxima de corrente ou potencial de eletrodeposição. O ciclo de trabalho é a parte efetiva do tempo em determinado período de eletrodeposição com a corrente ou o potencial aplicado. A corrente atual / potencial é calculada multiplicando o ciclo de trabalho e o valor de pico de corrente ou potencial. A eletrodeposição por pulso pode ajudar a melhorar a qualidade do filme eletrodepositado e liberar o estresse interno acumulado durante a deposição rápida. Combinação do ciclo de trabalho curto e alta freqüência pode diminuir as rachaduras da superfície. No entanto, a fim de manter a corrente atual ou corrente potencial, a fonte de alimentação de alto desempenho pode ser necessária para fornecer alta corrente de pico / potencial e troca rápida. Outro problema comum da galvanoplastia é que o material pode ser banhado e contaminado durante a eletrodeposição reversa, especialmente para o eletrodo inerte de alto custo, como a platina.
Outros fatores que podem afetar a eletrodeposição de pulso incluem temperatura, anodo-cátodo e agitação. Às vezes, a galvanoplastia pode ser realizada em banhos de eletrodeposição aquecidos para aumentar a taxa de depósito, já que a taxa de quase toda a reação química aumenta exponencialmente com a temperatura por lei de Arrhenius. O anodo para cátodo está relacionado com a distribuição de corrente entre o ânodo e o cátodo. Pequena diferença entre a razão da área da amostra pode causar uma distribuição desigual da corrente e afetar a topologia da superfície da amostra revestida. A agitação pode aumentar a taxa de transferência / difusão de íons metálicos da solução a granel para a superfície do eletrodo. A configuração de agitação varia para diferentes processos de galvanização de metal.
A deposi�o eletroqu�ica �geralmente utilizada para o crescimento de metais e a condu�o de �idos de metal devido � seguintes vantagens: a espessura e a morfologia da nanoestrutura podem ser controladas com precis� ajustando os par�etros electroqu�icos; depósitos relativamente uniformes e compactos podem ser sintetizados em estruturas baseadas em modelos; maiores taxas de deposição são obtidas; e o equipamento é barato devido às necessidades de não-alto vácuo ou uma reação de alta temperatura. [6] [7] [8]
Pressione galvanoplastia ou pressione eletrodeposição (PED)
Uma modificação simples na galvanoplastia é a galvanoplastia. Este processo envolve a alternância rápida do potencial ou corrente entre dois valores diferentes, resultando em uma série de pulsos de igual amplitude, duração e polaridade, separados por corrente zero. Alterando a largura e largura de pulso, é possível alterar a composição e a espessura do filme depositado. [9]
Os parâmetros experimentais da eletrodeposição de pulsos geralmente consistem em pico de corrente / potencial, ciclo de trabalho, frequência e corrente / potencial efetivo. Corrente / potencial de pico é a configuração máxima de corrente ou potencial de eletrodeposição. O ciclo de trabalho é a parte efetiva do tempo em determinado período de eletrodeposição com a corrente ou o potencial aplicado. A corrente atual / potencial é calculada multiplicando o ciclo de trabalho e o valor de pico de corrente ou potencial. A eletrodeposição por pulso pode ajudar a melhorar a qualidade do filme eletrodepositado e liberar o estresse interno acumulado durante a deposição rápida. Combinação do ciclo de trabalho curto e alta freqüência pode diminuir as rachaduras da superfície. No entanto, a fim de manter a corrente atual ou corrente potencial, a fonte de alimentação de alto desempenho pode ser necessária para fornecer alta corrente de pico / potencial e troca rápida. Outro problema comum da galvanoplastia é que o material pode ser banhado e contaminado durante a eletrodeposição reversa, especialmente para o eletrodo inerte de alto custo, como a platina.
Outros fatores que podem afetar a eletrodeposição de pulso incluem temperatura, anodo-cátodo e agitação. Às vezes, a galvanoplastia pode ser realizada em banhos de eletrodeposição aquecidos para aumentar a taxa de depósito, já que a taxa de quase toda a reação química aumenta exponencialmente com a temperatura por lei de Arrhenius. O anodo para cátodo está relacionado com a distribuição de corrente entre o ânodo e o cátodo. Pequena diferença entre a razão da área da amostra pode causar uma distribuição desigual da corrente e afetar a topologia da superfície da amostra revestida. A agitação pode aumentar a taxa de transferência / difusão de íons metálicos da solução a granel para a superfície do eletrodo. A configuração de agitação varia para diferentes processos de galvanização de metal.