錫鈷合金鍍層在裝飾性代鉻層、槍色鍍層、連接器以及滑動軸承等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用,是一種非常具有前景的合金鍍層。雖然在強酸性氟化物體系、弱酸性葡萄糖酸鹽體系和堿性焦磷酸鹽體系鍍液中已經(jīng)實現(xiàn)了錫鈷合金電沉積,但目前尚無同時滿足性能與未來綠色環(huán)保發(fā)展需求的鍍液。本文從綠色環(huán)保和滿足鍍層性能的角度出發(fā),對強酸性和弱酸性錫鈷合金鍍液進行了研究,并采用電化學(xué)方法研究了金屬離子的沉積行為與沉積機理。使用Gaussian 09軟件,采用B3LYP方法對甲基磺酸根與Sn2+形成的配合物進行幾何結(jié)構(gòu)優(yōu)化和頻率計算,通過Multiwfn軟件得到AIM(atoms in molecules)、ELF(electron localization function)和電荷分解分析(charge decomposit ion analysis,CDA)的結(jié)果,從而對甲基磺酸根與Sn2+之間的相互作用及Sn–O鍵的成鍵特征進行分析,證明了甲基磺酸根與Sn2+之間存在一定的配位相互作用。采用循環(huán)伏安法和計時電流法研究甲基磺酸溶液中Sn2+和Co2+在玻碳電極上的成核和生長機理。研究結(jié)果表明甲基磺酸溶液中Sn2+在玻碳電極...

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 電沉積錫鈷合金鍍液研究現(xiàn)狀
        1.2.1 錫和鈷的電位-pH圖
        1.2.2 強酸性體系
        1.2.3 弱酸性體系
        1.2.4 堿性體系
    1.3 電結(jié)晶研究現(xiàn)狀
        1.3.1 成核與生長模型
        1.3.2 Sn²⁺的成核機理研究
        1.3.3 Co²⁺的成核機理研究
    1.4 錫鈷合金鍍液設(shè)計
        1.4.1 強酸性鍍液體系設(shè)計
        1.4.2 弱酸性體系鍍液設(shè)計
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗材料與儀器
    2.2 量子化學(xué)計算
    2.3 實驗方法
        2.3.1 甲基磺酸鈷的制備
        2.3.2 合金鍍液的配制
        2.3.3 電沉積工藝流程
    2.4 鍍液及鍍層性能表征
        2.4.1 Hull槽試驗
        2.4.2 陰極電流效率
        2.4.3 分散能力和覆蓋能力
        2.4.4 鍍層微觀形貌和成分
        2.4.5 鍍層硬度和耐磨性
    2.5 電化學(xué)測試
        2.5.1 測試裝置
        2.5.2 循環(huán)伏安法
        2.5.3 陽極溶出伏安法
        2.5.4 計時電流法
        2.5.5 恒電位沉積實驗
第3章 甲基磺酸體系電沉積錫鈷合金研究
    3.1 鍍液穩(wěn)定性分析
        3.1.1 Sn²⁺的穩(wěn)定pH區(qū)間
        3.1.2 甲基磺酸根配位作用的驗證
    3.2 Sn²⁺初期沉積行為研究
        3.2.1 成核與生長機理
        3.2.2 溶液組成與工藝條件的影響
    3.3 Co²⁺初期沉積行為研究
        3.3.1 成核與生長機理
        3.3.2 溶液組成與工藝條件的影響
    3.4 錫鈷合金電沉積工藝研究
        3.4.1 單金屬沉積規(guī)律的研究
        3.4.2 錫鈷合金共沉積工藝研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 弱酸性體系電沉積錫鈷合金工藝研究
    4.1 弱酸性鍍液體系的確定
        4.1.1 合金鍍液配位劑的研究
        4.1.2 添加劑的研究
    4.2 錫鈷合金電沉積工藝的研究
        4.2.1 鍍層表面質(zhì)量
        4.2.2 鍍層組成與電流效率
    4.3 錫鈷合金鍍層的性能研究
        4.3.1 鍍層硬度和耐磨性
        4.3.2 鍍層耐蝕性
    4.4 本章小結(jié)
第5章 弱酸性錫鈷合金鍍液的電化學(xué)行為研究
    5.1 金屬離子的循環(huán)伏安行為研究
        5.1.1 Sn²⁺的循環(huán)伏安行為
        5.1.2 Co²⁺的循環(huán)伏安行為
        5.1.3 合金鍍液的循環(huán)伏安行為
    5.2 合金共沉積機理研究
        5.2.1 沉積電位與鈷含量的關(guān)系
        5.2.2 金屬離子間的相互作用
        5.2.3 鍍層微觀形貌
    5.3 金屬離子初期沉積行為研究
        5.3.1 Sn²⁺的初期沉積行為研究
        5.3.2 Co²⁺的初期沉積行為研究
        5.3.3 合金共沉積的初期行為研究
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
論文創(chuàng)新點
展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
個人簡歷



本文編號：3792365