Tác động của trọng lực lên quá trình điện phân và đặc trưng của lá điện cực niken

Ting Liu1,2, Zhan-cheng Guo1,3, Zhi Wang1, Ming-yong Wang1,2
1State Key Lab of Multiphase Complex System, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
2Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3Key Laboratory of the Ministry of Education of China for Ecological and Recycle Metallurgy, University of Science and Technology Beijing, Beijing, China

Tóm tắt

Ảnh hưởng của trọng lực đối với quá trình điện phân niken, hình thái và tính chất cơ học của các lớp lắng đọng đã được nghiên cứu trong trường trọng lực siêu. Dự đoán trong trường vi trọng lực cũng đã được trình bày dựa trên xu hướng thực nghiệm thu được. Phương pháp đo điện thế lặp tuyến tính cho thấy quá trình điện phân niken được cải thiện khi tăng hệ số trọng lực (G). Mật độ dòng điện giới hạn thay đổi từ 10.2 đến 293.0 mA·cm−2 khi giá trị G tăng từ 10−4 đến 354. Hình thái của các lớp lắng đọng được phân tích bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi lực nguyên tử (AFM). Hình ảnh cho thấy rằng hình thái lắng đọng trong trường trọng lực siêu có kích thước hạt mịn hơn và bề mặt dày đặc và mịn màng hơn. Độ nhám giảm từ 48.3 xuống 4.9 nm khi giá trị G tăng từ 10−4 đến 354. Trong khi đó, các thử nghiệm cơ học cho thấy rằng tính chất cơ học của các lá niken được cải thiện đáng kể nhờ việc áp dụng trường trọng lực siêu trong quá trình điện phân.

Từ khóa

#trọng lực #điện phân niken #hình thái #tính chất cơ học #trường trọng lực siêu

Tài liệu tham khảo

S. Spiering, A. Eicke, D. Hariskos, et al., Large-area Cd-free CIGS solar modules with In2S3 buffer layer deposited by ALCVD, Thin Solid Films, 451–452(2004), No.2, p.562. N.D. Nikolic, K.I. Popov, L.J. Pavolvic, et al., Morphologies of copper deposits obtained by the electrodeposition at high overpotentials, Surf. Coat. Technol., 201(2006), p.560. A. Ciszewski, S. Posluszny, G. Milczarek, et al., Effects of saccharin and quaternary ammonium chlorides on the electrodeposition of nickel from a Watts-type electrolyte, Surf. Coat. Technol., 183(2004), p.127. P. Mandin, C. Fabian, and D. Lincot, Mean and unsteady hydrodynamic and mass transport properties at a rotating cylinder electrode: From laminar to transitional flow regime, J. Electranal. Chem., 586(2006), No.2, p.276. G. Marshall, E. Mocskos, G. Gonzalez, et al., Stable, quasi-stable and unstable physicochemical hydrodynamic flows in thin-layer cell electrodeposition, Electrochim. Acta, 51(2006), p.3058. S. Verma and P.J. Shlichta, Imaging techniques for mapping solution parameters growth rate, and surface features during the growth of crystals from solution, Prog. Cryst. Growth Charact. Mater., 54(2008), p.1. H.Q. Xing, Z.C. Guo, Z. Wang, et al., Electrochemical behavior of aqueous electrochemical reactions in super gravity field, Chem. J. Chin. Univ., 28(2007), p.1765. Z.C. Guo, Y.P. Gong, and W.C. Lu, Electrochemical studies of nickel deposition from aqueous solution in super-gravity field, Sci. China Ser. E, 50(2007), No.1, p.39. T. Liu, Z.C. Guo, Z. Wang, et al., Structure and properties of electrochemically deposited nickel under high gravity field, Chin. J. Nonferrous Met., 18(2008), No.10, p.1858. A. Murotani, M. Atobe, and T. Fuchigami, Electrochemical copolymerization of aromatic compounds in centrifugal fields, J. Electrochem. Soc., 152(2005), No.10, p.D161. H. Tong, L.B. Kong, and C.M. Wang, Electroless deposition of Ag onto p-Si (100) surface under the condition of the centrifugal fields, Thin Solid Films, 496(2006), p.360. M. Sato, Y. Oshikiri, A. Yamada, et al., Application of gravity electrode to the analysis of iron-pitting corrosion under vertical gravity field, Electrochim. Acta, 50(2005), p.4477. W.C. Chen, Z.H. Mai, and K. Kato, Effect of microgravity on interface structural features in space crystal growth, Chin. Phys. Lett., 15(1998), No.8, p.613. W.H. Jin, Z.H. Liu, and Z.L. Pan, Experiment on crystal growth in space, J. Inorg. Mater., 14(1999), No.2, p.218. Q.X. Zhang, G.J. Jiang, W.L. Li, et al., Effects of different gravity on the microstructure of AIN-glass multiphase ceramics, J. Inorg. Mater., 16(2001), No.2, p.283. M. Atobe, A. Murotani, S. Hitose, et al., Anodic polymerization of aromatic compounds in centrifugal fields, Electrochim. Acta, 50(2004), p.977. M. Morisue, Y. Fukunaka, E. Kusaka, et al., Effect of gravitational strength on nucleation phenomena of electrodeposited copper onto a TiN substrate, J. Electranal. Chem., 559(2003), p.155. P. Mandin, J.M. Cense, B. Georges, et al., Prediction of the electrodeposition process behavior with the gravity or acceleration value at continuous and discrete scale, Electrochim. Acta, 53(2007), p.233. H. Song, O.J. Ilegbusi, and A.S. Jr, Effects of gravity on zeolite crystallization from solution, J. Cryst. Growth, 277(2005), p.623. Z. Jia, C.S. Dai, and L. Chen, Electrochemistry Measurement Methods, Chemistry Industry Press, Beijing, 2006, p.125, 47. Y. Oshikiri, M. Sato, A. Yamada, et al., Electrochemical reaction in a high gravity field parallel to electrode surface-analysis of electron transfer process by gravity electrode, Electrochemistry, 71(2003), No.3, p.154. D. Fernández and J.M.D. Coey, Inhomogeneous electrodeposition of copper in a magnetic field, Electrochem. Commun., 11(2009), p.379. Q.X. Zha, The Introduction of Dynamics of Electrode Process, Science Press, Beijing, 2002, p.82. J. Hong, Crystal growth in high gravity, J. Cryst. Growth, 181(1997), p.459. A. Bund and A. Ispas, Influence of a static magnetic field on nickel electrodeposition studied using an electrochemical quartz crystal microbalance, atomic force microscopy and vibrating sample magnetometry, J. Electroanal. Chem., 575(2005), No.2, p.221.