29 Ni-Co-Y2O3復(fù)合涂層的電化學(xué)沉積及成核/生長(zhǎng)機(jī)理

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這篇由遼寧科技大學(xué)等的研究學(xué)者完成，討論Ni-Co-Y2O3復(fù)合涂層的電化學(xué)沉積及成核/生長(zhǎng)機(jī)理的論文，發(fā)表在二區(qū)重要期刊《Materials》，影響因子：2.467。

近年來，微波化學(xué)儀器用于材料合成的研究工作已經(jīng)成為科學(xué)研究的熱門方向，受到廣大學(xué)者的極大關(guān)注！

摘要

采用超聲輔助電化學(xué)沉積技術(shù)，在酸性氨基甲酸鹽溶液中制備了Ni-Co合金和Ni-Co-Y2O3復(fù)合涂層。采用線性掃描伏安法(LSV)、計(jì)時(shí)安培法(CA)和電化學(xué)阻抗譜(EIS)技術(shù)研究了共沉積復(fù)合鍍層的成核/生長(zhǎng)過程。

LSV結(jié)果表明，納米Y2O3粒子與Ni-Co基體的加入使初始沉積電位向正電位方向移動(dòng)，陰極極化降低。對(duì)于這兩種涂層，成核/生長(zhǎng)過程大致符合Scharifker-Hill瞬時(shí)成核模型。與Ni-Co合金相比，當(dāng)−1.05V(vs.SCE)和−1.20V(vs.SCE)之間時(shí)，復(fù)合材料的成核參數(shù)(包括活性形核中心(N0)和成核速率(A)較高。觀察到的AFM圖像與實(shí)驗(yàn)曲線的成核參數(shù)(采用Marquardt-Levenberg算法)吻合較好。

EIS測(cè)試表明，在電沉積過程中，復(fù)合材料的電荷轉(zhuǎn)移電阻較低。納米Y2O3粒子在基體中的加入改變了涂層的擇優(yōu)取向，形成了更均勻、致密、晶粒更細(xì)的鍍層。

詳情

結(jié)論

采用超聲輔助電沉積技術(shù)，在酸性氨基磺酸電解液中成功制備了Ni-Co合金和Ni-Co-Y2O3復(fù)合鍍層。線性掃描伏安(LSV)曲線表明，納米Y2O3顆粒在電解質(zhì)中的加入降低了沉積過電位。CA曲線表明，當(dāng)瞬態(tài)電位為負(fù)值時(shí)，成核速率增加，納米Y2O3粒子的加入加速了Ni2和CO2的成核過程。擬合結(jié)果與實(shí)驗(yàn)曲線吻合較好。兩種涂層在不同時(shí)間沉積的AFM圖像與計(jì)算的擬合數(shù)據(jù)吻合較好。EIS測(cè)試表明，復(fù)合材料的電荷轉(zhuǎn)移電阻低于合金，用ZVIEW 3.1的等效電路和計(jì)算數(shù)據(jù)可以為EIS曲線提供良好的參考。納米y2O3粒子在基體中的加入改變了擇優(yōu)取向，產(chǎn)生了更加均勻和緊湊的結(jié)構(gòu)。

祥鵠儀器在本論文中的使用過程

采用標(biāo)準(zhǔn)的氨基磺酸鹽水溶液電沉積Ni-Co-Y2O3復(fù)合鍍層.鍍液由蒸餾水和分析級(jí)純化學(xué)物質(zhì)組成：Ni(NH2SO3)2·4H2O 80g/L，Co(NH2SO3)2·4H2O 16g/L，H3BO3 40g/L，納米-Y2O3顆粒10g/L(圖1，平均粒徑約50 nm，透射電子顯微鏡(TEM)，(Jem-2100)采用純鎳片(99.99%)作陽極，用純銅(99.99%)作陰極，表面為1cm2。電沉積前，用不同的砂礫砂紙(400、800、1200)對(duì)工作面進(jìn)行拋光，然后在蒸餾水中洗滌，在5%鹽酸溶液中活化10s。在電沉積過程中，采用高頻直流電源(PS-618型)在3A/DM2處施加電流密度。在300 mL鍍液中，溫度為40±2?C，pH值為4±0.2。采用XH-2008DE型智能控溫超聲合成萃取器(XH-2008DE)對(duì)溫度進(jìn)行了維護(hù)，并在沉積過程中提供了35 kHz的100 W超聲波功率。