氟硼酸盐体系电沉积铁镍合金薄膜

论文摘要

电沉积铁镍合金镀层具有良好的机械性能、软磁特性、耐腐蚀特性、电学特性和力学特性等,因此在工业领域得到了广泛的应用;并且随着科学技术的进步,许多高科技领域需要的材料朝着轻、薄方向发展,而电沉积方法是一种便宜而实用的制备薄膜的方法。现有的简单盐体系和有机络合物电镀体系的特点是简单盐体系的稳定性比较差,而有机络合物体系由于有机物的分解,容易导致溶液组分复杂化和合金薄膜杂质含量的升高等。无机化合物氟硼酸盐对金属离子具有一定的络合作用,并且在电镀条件下几乎不分解,同时可以利用其较强的腐蚀性来溶解铁镍来进行主盐的补充,因此能够满足特定条件下的电沉积。基于以上考虑,本文选择在氟硼酸盐体系中进行铁镍合金薄膜电沉积研究,详细考察了在此体系下电沉积合金薄膜特别是因瓦合金薄膜的工艺条件;对在此条件下得到的因瓦合金薄膜进行了表观、结构和性能方面的研究;同时对氟硼酸盐溶液中电沉积铁镍合金的机理进行了推测。本论文具体研究工作如下:1.研究了在氟硼酸盐体系中电沉积因瓦合金的工艺。通过进行单因素变化的实验,详细研究了溶液中亚铁离子含量、阴极旋转速度、溶液pH值、溶液温度和电流密度对合金薄膜中铁含量和电流效率的影响,并对溶液的稳定性进行了研究,从而确定了在氟硼酸盐体系中电沉积因瓦合金的最佳工艺条件,为进行连续电沉积因瓦合金箔提供了实验依据。2.对在氟硼酸盐体系中得到的可剥离因瓦合金薄膜进行了表观、结构的表征,并对合金薄膜进行了硬度、耐蚀性、热膨胀系数、磁性能、抗拉强度和电性能等测试,结果表明合金薄膜具有优良的性能。3.采用电化学方法(极化曲线和阻抗谱测定)对氟硼酸盐体系中电沉积铁镍合金进行了研究,并参考文献报导,对铁镍电沉积的反应历程进行了推测。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 氟硼酸及其盐在电沉积中的应用及含氟废水的处理
• 1.1.1 氟硼酸及其盐的性质、制备和用途
• 1.1.2 氟硼酸盐溶液中进行电沉积的现状
• 1.1.3 含氟镀液或废水处理方法
• 1.2 电沉积铁镍基合金的历史回顾与研究现状
• 1.2.1 金属的共沉积
• 1.2.2 电沉积铁镍二元合金
• 1.2.3 电沉积铁镍基三元合金
• 1.3 电沉积合金薄膜材料的应用
• 1.4 采用氟硼酸盐体系进行铁镍合金薄膜电沉积优势
• 1.5 文章构思
• 第2章 氟硼酸盐体系电沉积铁镍因瓦合金薄膜工艺研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 仪器与溶液
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 亚铁离子浓度对合金薄膜中铁含量和电流效率的影响
• 2.3.2 阴极旋转速度对合金薄膜中铁含量和电流效率的影响
• 2.3.3 溶液pH 对合金薄膜中铁含量和电流效率的影响
• 2.3.4 溶液温度对合金薄膜中铁含量和电流效率的影响
• 2.3.5 电流密度对合金薄膜中铁含量和电流效率的影响
• 2.4 合金薄膜的化学组分和表面形貌分析
• 2.5 电沉积溶液的稳定性
• 2.6 小结
• 第3章 氟硼酸盐体系电沉积铁镍因瓦合金薄膜的结构与性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 仪器与溶液
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 因瓦合金薄膜的显微结构分析
• 3.3.2 因瓦合金薄膜的耐蚀性研究
• 3.3.3 因瓦合金薄膜的力学性能研究
• 3.3.4 因瓦合金薄膜的电性能研究
• 3.4 小结
• 第4章 电化学方法研究氟硼酸盐体系铁镍合金电沉积
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 仪器与溶液
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 亚铁离子浓度对镀层中铁含量和电流效率的影响
• 4.3.2 亚铁离子浓度对阴极极化的影响
• 4.3.3 不同溶液中的电化学阻抗谱实验
• 4.3.4 铁镍电沉积历程的推测
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 本文作者相关论文题录