納米鎳鍍層的微觀(guān)結(jié)構(gòu)分析及納米微孔模板的制備.pdf

1、近年來(lái)，晶粒尺寸小于100nm的納米材料受到了廣泛的關(guān)注。由于具有非常小的晶粒尺寸和非常高的界面體積分?jǐn)?shù)，且與普通材料相比，納米微粒材料表現(xiàn)出許多優(yōu)異的物理、化學(xué)和力學(xué)性能，所以目前制備金屬納米微粒的方法和工藝一直吸引眾多學(xué)者的研究。目前，人們也發(fā)展了許多制備納米微粒材料的方法和工藝，在眾多納米材料制備方法和工藝中，由于電沉積法具有設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少，并且可制備出高質(zhì)量的致密的膜、纖維、塊體純金屬及其合金，所以近年來(lái)它備受關(guān)注，研究成果日

2、益增多。 電沉積覆鎳深沖鋼帶是一種電沉積鎳鍍層與低碳鋼基體緊密結(jié)合，具有優(yōu)良的延伸率和防腐能力的新型電池外殼材料。脈沖噴射電沉積由于采用脈沖波形的間斷沉積方式，具有高沉積電流密度和高沉積速度的特點(diǎn)，其所具有的高沉積速度特點(diǎn)使該技術(shù)在應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)方面擁有特殊優(yōu)勢(shì)。因此，采用脈沖噴射電沉積技術(shù)制備納米晶鎳深沖鋼帶是一種非常值得研究和開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)工藝，將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。另外，隨著納米材料科學(xué)的發(fā)展和成熟，納米線(xiàn)材料優(yōu)異性能和特

3、點(diǎn)不斷被人們認(rèn)識(shí)和利用。因此，含有納米纖維的納米晶鎳鍍層為深沖鋼帶產(chǎn)品開(kāi)辟了更為廣泛的應(yīng)用前景。 本文的研究工作分為兩個(gè)部分。在第一部分工作中，我們采用脈沖電流代替普通的直流電流，利用噴射電沉積技術(shù)在低碳鋼基體上快速電沉積鎳鍍層，經(jīng)測(cè)試和分析計(jì)算得出鎳鍍層的晶粒尺寸在10～35nm范圍內(nèi)；同時(shí)對(duì)沉積工藝參數(shù)與鎳鍍層晶粒尺寸及結(jié)構(gòu)的關(guān)系做了分析和討論。在第二部分工作中，利用陽(yáng)極氧化法制備多孔氧化鋁模板，研究了氧化電壓及時(shí)間對(duì)氧化膜

4、形貌及孔徑的影響。以上兩部分工作的完成，為制備含有納米纖維的納米晶覆鎳深沖鋼帶產(chǎn)品提供了有利的前提條件。在本文的第一章中，首先介紹了本課題的相關(guān)研究背景和研究現(xiàn)狀，然后對(duì)電沉積法制備納米材料的優(yōu)點(diǎn)、原理和方法及電沉積納米材料的性能和應(yīng)用前景作了簡(jiǎn)要總結(jié)，最后敘述了噴射電沉積技術(shù)的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀以及我們選取本課題的依據(jù)。在第二章中，首先介紹了本課題組自行設(shè)計(jì)安裝的一套未浸沒(méi)單孔噴射電沉積裝置及其設(shè)計(jì)原理，然后用自行設(shè)計(jì)安裝的一套未浸沒(méi)

5、單孔噴射電沉積裝置制備了不同參數(shù)下的鎳鍍層樣品，并對(duì)鎳鍍層樣品的分析測(cè)試方法做了詳細(xì)的敘述，最后對(duì)鎳鍍層的微觀(guān)結(jié)構(gòu)特征做了簡(jiǎn)要的分析。在第三章中，對(duì)在不同參數(shù)下得到的樣品使用X射線(xiàn)衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)等儀器對(duì)鍍層微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和表征，主要考察了在脈沖噴射電沉積方式下，沉積參數(shù)如平均電流密度、脈沖頻率和占空比等對(duì)鍍層微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響。在第四章中，分析和闡述了納米鎳鍍層的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，包括晶粒尺寸的細(xì)化、表面