电沉积法制备Cd/Zn的研究文献综述
2020-04-10 16:27:59
文 献 综 述
随着现代工业和科学技术的飞速发展,对材料表面的性能提出了越来越高的要求,表面处理技术也随之有了迅速的发展。现在表面处理技术中电镀是最有效的方法之一,它所起的作用和发展趋势己受到人们的极大重视,以往主要依靠电镀产生单金属镀层的方法已远不能满足对金属镀层性能要求和日益增长的需要。不同金属组成的合金镀层可以得到各种不同特殊的表面性能,而且种类繁多,可供选择的范围广泛。因此,电镀合金在80年代就有了飞速的发展。合金镀层是指含有两种或两种以上金属的镀层,不管这些合金在镀层中存在的形式和结构如何,只要它们结晶致密,凭肉眼不能区别开来,均可称为合金镀层。合金具有强度高、弹性好、导电性好、导热性好、耐蚀性强和无铁磁性等特点,在医疗器械、航天航海导航仪器、机械制造、电子设备、电力设备和仪表制造等领域具有广泛的应用。得到合金镀层的方法,可以采用热熔法、真空法、离子镀法、化学镀法和电镀法[1-3]等。
1. 金属共沉积的基本条件
在电沉积过程中,阴极上有两种或两种以上金属同时沉积的过程,称为金属的共沉积。金属共沉积时,至少其中有一种金属能从其盐的水溶液中析出,有些金属如钨[4]、铝[5]等虽不能从其盐的水溶液中单独沉积,但可以与其他金属一起共沉积。所以,共沉积并不一定要求各组分金属都能单独地从水溶液中沉积析出。金属共沉积的基本条件是两种金属的沉积电势要十分接近,这是因为一般情况下在共沉积过程中,电势较正的金属总是优先沉积,甚至可以完全排除电势较负的金属沉积析出[6-7]。为了使电极电势相差较远的金属沉积电势相接近,一般可采用下列方法:
(1)改变溶液中的金属离子浓度增大电势较负金属的离子浓度使其电势正移,或降低电势较正金属的离子浓度使其电势负移,从而使两者的电势接近[8]。根据能斯特公式计算,对两价金属离子而言,其浓度改变10倍,平衡电势仅移动0.029V。故采用改变金属离子浓度来实现共沉积,通常适用于电位比较接近的共沉积体系,而对于电位相差较大的多金属共沉积体系往往采取其它措施。
(2)选择适当的络合剂金属络离子能降低离子的有效浓度,使电势较正金属的平衡电势负移,从而使电势相差大的两种金属的平衡电势接近。
(3)溶液中加添加剂对金属平衡电势的影响是不大的,而对金属沉积的极化则往往有明显的影响[9]。必须指出,添加剂的作用是有选择性的,对某些金属沉积起作用,而对另一些金属则无效。目前仅有少数例子通过添加剂使两种金属共沉积成为可能,例如含有铜离子和铅离子的溶液中,添加明胶可以实现合金的共沉积。
2. 金属共沉积的类型