【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(diǎn)。目前電沉積工藝不僅可以進(jìn)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(jī)聚合物材料,因此廣泛應(yīng)用于傳感領(lǐng)域,新能源領(lǐng)域和儲能領(lǐng)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(zhì)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(shí)驗(yàn)室中廣泛應(yīng)用的電沉積儀一般只適用于單一活性材料生長,在進(jìn)行多種材料的分層生長時(shí),由于生長工藝涉及多步和多種反應(yīng)溶液,不僅操作復(fù)雜、難度大,而且實(shí)驗(yàn)效率低,系統(tǒng)誤差高,材料生長的精度無法保證,嚴(yán)重影響材料性能。為解決上述問題,本文設(shè)計(jì)組裝了一種可以在集流體表面實(shí)現(xiàn)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(shí)質(zhì)為電化學(xué)工作站的附加使用單元,可與任一款化學(xué)工作站連接完成沉積實(shí)驗(yàn)的操作。該自動層層生長電沉積儀利用電化學(xué)工作站作為電沉積生長的電勢驅(qū)動單元,將其與基于步進(jìn)電機(jī)控制的旋轉(zhuǎn)式圓盤生長液控制單元進(jìn)行連接。通過預(yù)先調(diào)配好的多種生長液,實(shí)現(xiàn)層層電沉積生長的精確全自動化生長。在系統(tǒng)調(diào)控上選擇STC89C51型號單片機(jī)作為中央控制單元并連接獨(dú)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(diào)控軟件的編寫與優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)可選多種智能生長模式,精確控制機(jī)械臺旋轉(zhuǎn)與電沉積生長工藝參數(shù)。沉積儀選擇以步進(jìn)電機(jī)控制絲桿垂直提拉模塊來完成生長的時(shí)間控制,通過步進(jìn)電機(jī)控制垂直提拉高度,來實(shí)現(xiàn)生長的面積大小。同時(shí)在步進(jìn)電機(jī)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(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)現(xiàn)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(jié)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(shí)際生長了泡沫鎳基氧化鋅/氧化鈷納米分等級材料,結(jié)果表明,該材料作為超級電容器電極,具有良好的電化學(xué)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(shí)驗(yàn)領(lǐng)域還是在工業(yè)化領(lǐng)域都具有極高的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(xué)家在研究物質(zhì)層間質(zhì)量傳輸?shù)倪^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(shí)現(xiàn)膜的均勻性的實(shí)現(xiàn)。[1] [工藝發(fā)展至今已其制備涉及材料科學(xué)、電子科學(xué)、物理科學(xué)、

圖 2-1 層層生長操作原理控制裝置(單片機(jī))原理片機(jī)幾乎可以說在生活的任何領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，單片機(jī)可等同視為一進(jìn)電機(jī)運(yùn)動的微型計(jì)算機(jī)。通過運(yùn)算器進(jìn)行自主程序的編寫；通過控制令的發(fā)布；通過寄存機(jī)存儲相關(guān)的程序及指令。片機(jī)需要的理論知識為數(shù)字電路知識，單片機(jī)的概念、術(shù)語、硬件結(jié)構(gòu)是由數(shù)字電路的理論得來。單片機(jī)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(zhuǎn)語句及開關(guān)語句基礎(chǔ)知識完全可以支持機(jī)程序的編寫。制動裝置(步進(jìn)電機(jī))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(lǐng)域均占有重要應(yīng)壓器隔離式結(jié)構(gòu)，在選用這個(gè)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(fù)載盡要十分的便捷，因?yàn)楸敬螌?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的自動層層生驗(yàn)室操作中,體積小,使用方便是最主要的設(shè)計(jì)常實(shí)驗(yàn)操作中使用。結(jié)合文獻(xiàn)的介紹與研究，最的電源。電源的基本參數(shù)為 220V 轉(zhuǎn) 12V，電源
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1 陳文錄;;光致抗蝕劑的電沉積工藝[J];電子工藝技術(shù);1992年05期

2 韓勇,王萍,王保玉,覃奇賢;鎳鐵合金電沉積工藝研究[J];電鍍與精飾;1997年05期

3 應(yīng)其;;Nichem TD無電沉積工藝[J];航空材料;1987年02期

4 應(yīng)其;Nichem TD無電沉積工藝[J];航空材料;1987年02期

5 佘學(xué)軍;銅箔電沉積工藝[J];印制電路信息;1998年11期

6 范暉;趙陽培;王善奎;;射流電沉積工藝優(yōu)化對銅鍍層形貌及微觀結(jié)構(gòu)的影響[J];電鍍與精飾;2017年08期

7 苗斌;賈衛(wèi)平;吳蒙華;;不同磁場方向作用下電沉積工藝參數(shù)對鍍鎳層性能影響[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2013年07期

8 鄭精武;姜力強(qiáng);陳巧玲;齊方良;;電沉積工藝參數(shù)對軟磁鐵箔磁性能的影響[J];稀有金屬;2006年03期

9 趙奇金,李日輝,趙德厚;電沉積工藝條件對鎳箔機(jī)械性能的影響[J];稀有金屬;1999年03期

10 侯峰巖;王斌騰;屠振密;;低濃度氯化物三價(jià)鉻電沉積工藝及其特性的研究[J];電鍍與環(huán)保;2013年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 郭忠誠;電沉積RE-Ni-W-P-SiC復(fù)合材料的基礎(chǔ)理論研究及應(yīng)用[D];昆明理工大學(xué);2000年

2 孫芳;電沉積制備氧化亞銅薄膜及其性能研究[D];吉林大學(xué);2008年

3 郝健;離子液體電沉積鍺基材料及其電化學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

4 于湘濤;氣—液—固界面電沉積自支撐鐵族金屬多孔膜及水電解電催化性能[D];北京科技大學(xué);2018年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李寶同;電化學(xué)法制備Fe-Co-Ni三元合金及其電催化特性研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2018年

2 陳紅旭;自動層層生長電沉積儀的研制[D];吉林大學(xué);2018年

3 姜珂;水熱環(huán)境電沉積鐵/鎳鐵合金工藝及鍍層性能研究[D];電子科技大學(xué);2018年

4 劉霞;可控摩擦輔助噴射電沉積薄膜制備技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

5 江杰;電沉積Fe-Zn合金微觀組織優(yōu)化及性能表征[D];大連理工大學(xué);2017年

6 林菡琳;毛細(xì)管輔助微細(xì)電沉積制備金屬結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

7 鄧碧鑫;鍍鋅層電沉積硅酸鹽工藝研究[D];機(jī)械科學(xué)研究總院;2017年

8 張興國;電沉積制備納米晶釹鐵硼薄膜的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)關(guān)系的研究[D];長春理工大學(xué);2017年

9 陳志新;絡(luò)合—超濾—電沉積處理含鎳廢水的研究[D];湖南科技大學(xué);2017年

10 殷立濤;金屬薄膜的電沉積工藝及力學(xué)性能研究[D];河南科技大學(xué);2009年

本文編號：2855750