本文關(guān)鍵詞：氧化亞銅電沉積過程的橢圓偏振光譜法研究

  更多相關(guān)文章： 氧化亞銅薄膜 橢圓偏振光譜 Hull槽 彩色電沉積 脈沖電沉積

【摘要】：鎳(Ni)金屬銀白色單一外觀嚴(yán)重限制其在裝飾用品和藝術(shù)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用,為了提升鎳的裝飾價(jià)值,采用電沉積方法在鎳基底表面沉積一層氧化亞銅(Cu2O)薄膜。當(dāng)沉積的Cu2O膜層非常薄的時(shí)候,由于干涉效應(yīng)薄膜會(huì)隨著厚度的改變而呈現(xiàn)出多種顏色,從而大大豐富鎳金屬表面的色彩。然而Cu2O薄膜產(chǎn)生干涉效應(yīng)時(shí)厚度和其對(duì)應(yīng)顏色的波長相當(dāng),膜層厚度測量難度較大。本文則采用高精度、高靈敏度的反射式橢圓偏振光譜法測量電沉積Cu2O薄膜厚度,研究在電沉積過程中實(shí)驗(yàn)條件對(duì)Cu2O薄膜膜厚、顏色的影響。對(duì)樣品進(jìn)行表征:SEM表明Ni基底和沉積膜層表面都存在一定的粗糙度,XPS則證明沉積膜層成分為Cu2O,而且在靠近粗糙Ni基表面的區(qū)域Cu2O含量呈梯度變化。根據(jù)樣品的形貌和組分表征結(jié)果,建立三層膜模型:利用EMA模型將粗糙的樣品表面模擬為Cu2O與空氣的混合層,第二層為純組分的Cu2O,第三層則仍然用EMA將粗糙Ni基底的表面模擬為Ni與Cu2O的混合層,并利用Graded模型將Cu2O含量模擬成在Ni基底表面垂直方向上梯度分布。三層膜模型擬合得到的理論曲線與實(shí)驗(yàn)曲線吻合。首先利用直流Hull槽實(shí)驗(yàn)結(jié)合橢圓偏振光譜法分別研究檸檬酸鈉和酒石酸鉀鈉兩種添加劑對(duì)彩色電沉積效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加劑能提高電解液的覆蓋能力和分散能力,從而有效改善彩色電沉積效果,并且在一定范圍內(nèi)隨著添加劑用量增加效果越好。與檸檬酸鈉相比,酒石酸鉀鈉能更顯著提升電解液均鍍能力,進(jìn)而沉積得到顏色均勻的樣品。在本實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)酒石酸鉀鈉添加的濃度為20g/L時(shí)彩色電沉積效果最佳。為了研究膜層厚度與顏色之間的關(guān)系,根據(jù)Hull實(shí)驗(yàn)確定的最佳條件,以沉積時(shí)間為變量采用直流電沉積法在4cm2平面電極上沉積Cu2O薄膜,結(jié)果發(fā)現(xiàn)膜層顏色會(huì)隨著沉積時(shí)間改變,并且隨著時(shí)間增加膜層顏色還會(huì)表現(xiàn)出循環(huán)變換;膜層顏色的改變其實(shí)是膜厚的改變,橢偏測量結(jié)果顯示,隨著時(shí)間增加膜厚也相應(yīng)地增加,而且膜層厚度與電沉積時(shí)間呈線性關(guān)系:dtotal=9.232+0.434t(nm)。改變電沉積方式,利用脈沖Hull槽實(shí)驗(yàn)研究脈沖占空比對(duì)彩色電沉積效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著占空比減小彩色沉積層光亮范圍變寬,但是不同占空比的Hull槽樣品表面色彩都不均勻,這是因?yàn)槌练e層各點(diǎn)厚度分布也不均勻。同樣以沉積時(shí)間為變量采用脈沖電沉積方法在4cm2平面電極上沉積Cu2O薄膜,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著沉積時(shí)間增加膜層增厚,膜層顏色也不斷變化,而且膜厚與沉積時(shí)間也呈線性關(guān)系:dtotal=0.554t-0.143(nm)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ153;TQ131.21

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王政章;;電沉積微型導(dǎo)電環(huán)的制造工藝[J];航空工藝技術(shù);1980年07期

2 劉龍玉,郭忠誠,徐瑞東,薛方勤;電沉積RE-Ni-W-P-SiC-PTFE非晶態(tài)復(fù)合材料的組織及結(jié)構(gòu)[J];金屬熱處理;2004年08期

3 何佳恒;陳琪萍;黨宇峰;李興亮;鐘文彬;王靜;;管狀電沉積鈾靶的制備和檢測[J];化學(xué)研究與應(yīng)用;2010年02期

4 孫智富,袁德春;發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的快速電沉積強(qiáng)化[J];中國機(jī)械工程;1992年05期

5 孟慶鋼,俞鋼輝,馮力群;鋅-鉻合金電沉積工藝參數(shù)對(duì)鍍層中鉻含量的影響[J];材料保護(hù);1998年03期

6 左友松,劉榕芳,肖秀峰;電沉積磷酸鈣生物陶瓷涂層的研究進(jìn)展[J];材料保護(hù);2004年03期

7 施晶瑩,黃貽深,朱則善;不銹鋼基底上銥的電沉積[J];泉州師范學(xué)院學(xué)報(bào);2002年04期

8 楊成博;田宗軍;劉志東;陳勁松;王桂峰;;噴射電沉積塊體多孔鎳的研究[J];電鍍與環(huán)保;2008年06期

9 徐加民;安茂忠;蘇彩娜;楊培霞;;離子液體中電沉積鐵工藝的研究[J];電鍍與環(huán)保;2009年06期

10 李則林,蔡加勒,周紹民;鉛-鋅合金電沉積工藝研究[J];材料保護(hù);1995年11期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱軍;沈理達(dá);田宗軍;劉志東;黃因慧;;摩擦輔助噴射電沉積新技術(shù)研究[A];第14屆全國特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

2 蘇彩娜;安茂忠;楊培霞;徐加民;谷紅微;;離子液體電沉積鐵鈷合金工藝的研究[A];2009年全國電子電鍍及表面處理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

3 沈黎;翁家峰;孫勇;胡勁;吳大平;;在BMIMBF_4離子液體中電沉積金屬鉛的研究[A];2009中國功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2009年

4 牛振江;吳杰;吳廷華;姚士冰;周紹民;;電沉積無鉛可焊性Sn-Bi合金的研究[A];2002年全國電子電鍍年會(huì)論文集[C];2002年

5 侯向輝;劉鑫;謝力;沈健;;羥基磷灰石電化學(xué)沉積的新工藝——陰極旋轉(zhuǎn)電沉積[A];2000年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（上）——2000年中國材料研討會(huì)論文集[C];2000年

6 羅北平;龔竹青;楊余芳;;電沉積富鐵Fe-Ni合金箔工藝的研究[A];2004年全國冶金物理化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議專輯[C];2004年

7 高學(xué)寶;王玲玲;唐黎明;彭軍;孟巖;;工藝參數(shù)對(duì)電沉積Fe-Nd-P合金成分的影響[A];第九屆材料科學(xué)與合金加工學(xué)術(shù)會(huì)議專刊論文集[C];2004年

8 楊瀟薇;安茂忠;張?jiān)仆?張林;;DMDMH鍍液體系中金的電沉積[A];2011年全國電子電鍍及表面處理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

9 符德學(xué);舒余德;;硫酸鹽-檸檬酸體系鋅錳合金電沉積工藝條件的研究[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識(shí)創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊(cè)）[C];2001年

10 李雪松;吳化;楊悅;楊友;;納米晶Ni-Fe合金電沉積工藝及性能[A];2009年全國電子電鍍及表面處理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 遇世友;導(dǎo)電碳膜的靜電自組裝制備及其直接電沉積銅研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 王桂峰;平整、多元、交織射流電沉積形態(tài)控制技術(shù)的基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

3 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

4 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

5 劉芳洋;金屬硒化物薄膜的電沉積制備及基礎(chǔ)理論研究[D];中南大學(xué);2011年

6 蘇彩娜;離子液體電沉積稀土—鐵族合金的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

7 賀顯聰;Cu_2ZnSnS_4光電薄膜的電沉積制備與物理性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 邵光杰;Ni-P、（Ni-P）-SiC鍍層的電沉積及其組織性能[D];燕山大學(xué);2002年

9 崔焱;氯化膽堿-CrCl_3·6H_2O體系中電沉積鉻的研究[D];昆明理工大學(xué);2011年

10 倪勇;ZnO棒晶陣列的溶液生長與CuSCN空穴傳輸層和CuInS_2光吸收層薄膜的電沉積[D];天津大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王騎虎;金屬鎳和鎳鐵在高壓CO_2膨脹電鍍液液相中的電沉積[D];上海大學(xué);2015年

2 劉新杰;在堿性介質(zhì)中電沉積鉛的電子傳遞機(jī)理的研究[D];北京化工大學(xué);2015年

3 董建利;超細(xì)鎢絲電沉積鋁鎂合金工藝及性能研究[D];電子科技大學(xué);2014年

4 吳良柳;氧化亞銅電沉積過程的橢圓偏振光譜法研究[D];重慶大學(xué);2015年

5 段寶鑫;離子液體中電沉積錫鐵的研究[D];電子科技大學(xué);2013年

6 陳華茂;超聲電沉積錫鉍合金研究[D];安徽師范大學(xué);2003年

7 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

8 趙彥彪;離子液體中電沉積Li-Cu合金的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

9 崔賓賓;Al-Mg合金薄膜常溫電沉積[D];東北大學(xué);2014年

10 鄭加秀;極端電化學(xué)條件下電沉積銀的生長及表征[D];河北師范大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：1250304