電沉積納米鍍鐵層的制備和性能研究.pdf

1、納米鐵因其優(yōu)異的性能在廢水處理、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著極大的作用，所以，納米鐵的制備引起了科研人員的關(guān)注。其中，用電沉積法制備納米鐵是一種操作簡(jiǎn)便、容易控制、生產(chǎn)效率高的方法，其優(yōu)勢(shì)超過了物理法、化學(xué)法等其他制備方法。 本文通過電沉積手段，研究了溶液參數(shù)的變化、磁場(chǎng)的施加方式、脈沖波形參數(shù)的選擇對(duì)溶液性能和沉積層的影響，特別是其對(duì)沉積層晶粒度趨于納米尺度產(chǎn)生的作用，并最終制得了平均晶粒度為1.5nm的納米鐵沉積層。 溶液

2、參數(shù)的選擇是沉積的基礎(chǔ)，對(duì)納米尺寸產(chǎn)生最直接的影響，而添加劑的加入則可以改善溶液和沉積層的質(zhì)量。通過分析，確定了一組標(biāo)準(zhǔn)溶液作為試驗(yàn)的基液，其參數(shù)為：FeCl<,2>·4H<,2>O濃度為400g/L，溶液溫度為30℃，pH值1-1.5，添加劑糖精和十二烷基硫酸鈉的用量分別為4g/L和0.05g/L。 利用自制線圈與鍍槽的不同裝配方式產(chǎn)生不同類型的磁場(chǎng)。垂直磁場(chǎng)和平行磁場(chǎng)對(duì)溶液和沉積層都會(huì)產(chǎn)生不同的影響：垂直磁場(chǎng)作用下，由于溶液

3、中的離子受到Lorentz力而引起磁流體力學(xué)(MHD)效應(yīng)；鐵是一種鐵磁性材料，在平行磁場(chǎng)的影響下被磁化而受到磁化力的作用就會(huì)變得很突出。垂直磁場(chǎng)有利于提高溶液的分散能力，但不利于納米鐵晶粒的減?。欢叫型较虼艌?chǎng)在這兩方面的表現(xiàn)都優(yōu)于垂直磁場(chǎng)，隨著它強(qiáng)度的增大，晶粒度顯著下降。 脈沖電流下能得到表面光滑、韌性好、硬度大、晶粒細(xì)小的鐵沉積層。由于占空比的加入，使得擴(kuò)散層厚度減小，能得到更大的瞬時(shí)電流密度，促進(jìn)晶粒的進(jìn)一步減小。