Электрохимическое осаждение
Кулидж
www.diecastingpartsupplier.com
2018-09-03 11:31:02
Электрохимическое осаждение
Электрохимическое осаждение обычно используется для роста металлов и оксидов металлов из-за следующих преимуществ: толщину и морфологию наноструктуры можно точно контролировать, регулируя электрохимические параметры; относительно однородные и компактные отложения могут быть синтезированы в структурах на основе шаблонов; получены более высокие скорости осаждения; и оборудование является недорогим из-за несоблюдения либо высокого вакуума, либо высокой температуры реакции. [6] [7] [8]
Импульсное гальваническое или импульсное электроосаждение (PED)
Простая модификация гальванотехники - импульсное гальванопокрытие. Этот процесс связан с быстрым чередованием потенциала или тока между двумя разными значениями, приводящими к серии импульсов равной амплитуды, длительности и полярности, разделенных нулевым током. Изменяя амплитуду и ширину импульса, можно изменить состав и толщину осажденной пленки [9].
Экспериментальные параметры импульсного гальванирования обычно состоят из пикового тока / потенциала, рабочего цикла, частоты и эффективного тока / потенциала. Пиковый ток / потенциал - это максимальная установка тока гальванизации или потенциала. Рабочий цикл - эффективная часть времени в определенный период гальванотехники с использованием тока или потенциала. Эффективный ток / потенциал рассчитывается путем умножения рабочего цикла и максимального значения тока или потенциала. Импульсное гальванопокрытие может помочь улучшить качество гальванической пленки и высвободить внутреннее напряжение, созданное во время быстрого осаждения. Сочетание короткого рабочего цикла и высокой частоты может уменьшить поверхностные трещины. Однако для поддержания постоянного эффективного тока или потенциала может потребоваться высокопроизводительный источник питания для обеспечения высокого пикового тока / потенциала и быстрого переключения. Другой распространенной проблемой импульсного гальванирования является то, что анодный материал может быть покрыт и загрязнен во время обратного гальванопокрытия, особенно для дорогостоящего инертного электрода, такого как платина.
Другими факторами, которые могут повлиять на импульсное гальванопокрытие, являются температура, анод-катодный зазор и перемешивание. Иногда импульсное гальванопокрытие может быть выполнено в нагретой гальванической ванне для увеличения скорости осаждения, поскольку скорость почти всей химической реакции экспоненциально возрастает с температурой по закону Аррениуса. Зазор анод-катод связан с распределением тока между анодом и катодом. Небольшое расстояние до площади образца может привести к неравномерному распределению тока и повлиять на топологию поверхности покрытого образца. Перемешивание может увеличить скорость переноса / диффузии ионов металлов от объемного раствора до поверхности электрода. Перемешивание зависит от различных процессов гальванопокрытия металла.
Электрохимическое осаждение обычно используется для роста металлов и оксидов металлов из-за следующих преимуществ: толщину и морфологию наноструктуры можно точно контролировать, регулируя электрохимические параметры; относительно однородные и компактные отложения могут быть синтезированы в структурах на основе шаблонов; получены более высокие скорости осаждения; и оборудование является недорогим из-за несоблюдения либо высокого вакуума, либо высокой температуры реакции. [6] [7] [8]
Импульсное гальваническое или импульсное электроосаждение (PED)
Простая модификация гальванотехники - импульсное гальванопокрытие. Этот процесс связан с быстрым чередованием потенциала или тока между двумя разными значениями, приводящими к серии импульсов равной амплитуды, длительности и полярности, разделенных нулевым током. Изменяя амплитуду и ширину импульса, можно изменить состав и толщину осажденной пленки [9].
Экспериментальные параметры импульсного гальванирования обычно состоят из пикового тока / потенциала, рабочего цикла, частоты и эффективного тока / потенциала. Пиковый ток / потенциал - это максимальная установка тока гальванизации или потенциала. Рабочий цикл - эффективная часть времени в определенный период гальванотехники с использованием тока или потенциала. Эффективный ток / потенциал рассчитывается путем умножения рабочего цикла и максимального значения тока или потенциала. Импульсное гальванопокрытие может помочь улучшить качество гальванической пленки и высвободить внутреннее напряжение, созданное во время быстрого осаждения. Сочетание короткого рабочего цикла и высокой частоты может уменьшить поверхностные трещины. Однако для поддержания постоянного эффективного тока или потенциала может потребоваться высокопроизводительный источник питания для обеспечения высокого пикового тока / потенциала и быстрого переключения. Другой распространенной проблемой импульсного гальванирования является то, что анодный материал может быть покрыт и загрязнен во время обратного гальванопокрытия, особенно для дорогостоящего инертного электрода, такого как платина.
Другими факторами, которые могут повлиять на импульсное гальванопокрытие, являются температура, анод-катодный зазор и перемешивание. Иногда импульсное гальванопокрытие может быть выполнено в нагретой гальванической ванне для увеличения скорости осаждения, поскольку скорость почти всей химической реакции экспоненциально возрастает с температурой по закону Аррениуса. Зазор анод-катод связан с распределением тока между анодом и катодом. Небольшое расстояние до площади образца может привести к неравномерному распределению тока и повлиять на топологию поверхности покрытого образца. Перемешивание может увеличить скорость переноса / диффузии ионов металлов от объемного раствора до поверхности электрода. Перемешивание зависит от различных процессов гальванопокрытия металла.