【摘要】：電沉積是制備薄膜電極材料的一種重要方法,具有可控性高,成本較低且生長條件較為溫和等優(yōu)點。目前電沉積工藝不僅可以進行單金屬的沉積,還可以沉積生長合金、金屬氧化物以及多種納米有機聚合物材料,因此廣泛應用于傳感領域,新能源領域和儲能領域。大量研究表明,單一活性材料的性能往往無法滿足器件性能的要求;而通過將多種活性物質分層生長在電極表面是解決這一問題的有效手段之一。但是目前實驗室中廣泛應用的電沉積儀一般只適用于單一活性材料生長,在進行多種材料的分層生長時,由于生長工藝涉及多步和多種反應溶液,不僅操作復雜、難度大,而且實驗效率低,系統(tǒng)誤差高,材料生長的精度無法保證,嚴重影響材料性能。為解決上述問題,本文設計組裝了一種可以在集流體表面實現全自動分層多步電沉積生長的儀器,即自動層層生長電沉積儀。該沉積儀實質為電化學工作站的附加使用單元,可與任一款化學工作站連接完成沉積實驗的操作。該自動層層生長電沉積儀利用電化學工作站作為電沉積生長的電勢驅動單元,將其與基于步進電機控制的旋轉式圓盤生長液控制單元進行連接。通過預先調配好的多種生長液,實現層層電沉積生長的精確全自動化生長。在系統(tǒng)調控上選擇STC89C51型號單片機作為中央控制單元并連接獨立按鍵輸入端和LCD1602液晶顯示屏作為顯示輸出端。通過對測試調控軟件的編寫與優(yōu)化,最終實現可選多種智能生長模式,精確控制機械臺旋轉與電沉積生長工藝參數。沉積儀選擇以步進電機控制絲桿垂直提拉模塊來完成生長的時間控制,通過步進電機控制垂直提拉高度,來實現生長的面積大小。同時在步進電機以及控制系統(tǒng)的輔助下,還可以極大的簡化生長工藝,減少實驗誤差,實現生長過程的精確化與全自動化。對該電沉積儀的安全性能測試結果表明該儀器具有良好的操作穩(wěn)定性與安全性,其精度完全符合層層生長電沉積法的工藝需求。利用所研制的自動層層生長電沉積儀實際生長了泡沫鎳基氧化鋅/氧化鈷納米分等級材料,結果表明,該材料作為超級電容器電極,具有良好的電化學儲能特性�？梢�,本文研制的自動層層生長電沉積儀與傳統(tǒng)電沉積儀相比,不僅操作簡單,生長模式智能,而且系統(tǒng)誤差小,使自動多步層層電沉積高性能電極材料成為可能,無論在實驗領域還是在工業(yè)化領域都具有極高的應用前景。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ150.5
【圖文】：

圖 1-1 薄膜的三種生長模式996 年，Schwoebel 等科學家在研究物質層間質量傳輸的過程壘，如果 ES 較高則形成的薄膜表面會粗糙，反之，如果 ES 較滑、平整的薄膜表面，所以在一般情況下，都會控制在稍低的生長并摻雜使用表面活性劑，來實現膜的均勻性的實現。[1] [工藝發(fā)展至今已其制備涉及材料科學、電子科學、物理科學、

圖 2-1 層層生長操作原理控制裝置(單片機)原理片機幾乎可以說在生活的任何領域都得到了應用，單片機可等同視為一進電機運動的微型計算機。通過運算器進行自主程序的編寫；通過控制令的發(fā)布；通過寄存機存儲相關的程序及指令。片機需要的理論知識為數字電路知識，單片機的概念、術語、硬件結構是由數字電路的理論得來。單片機程序的編寫本人使用的為 C 語言，在到的判斷語句、循環(huán)語句、跳轉語句及開關語句基礎知識完全可以支持機程序的編寫。制動裝置(步進電機)原理

第二章 恒溫裝置的原理分析家用、商用、大型工廠制備等領域均占有重要應壓器隔離式結構，在選用這個電源的原因上，本要有良好的穩(wěn)定性、安全性；其次電源的負載盡要十分的便捷，因為本次實驗設計的自動層層生驗室操作中,體積小,使用方便是最主要的設計常實驗操作中使用。結合文獻的介紹與研究，最的電源。電源的基本參數為 220V 轉 12V，電源
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本文編號：2855750