Ni、Ag、Cr電沉積薄膜的制備及其微觀組織和力學性能分析.pdf

1、本文利用直流電沉積法制備Ni膜、Ag膜和 Cr膜，并對制備薄膜的微觀形貌、晶粒尺寸、顯微硬度進行了分析，得出實驗條件下各種薄膜的最佳制備工藝。同時，用改進的懸臂梁薄膜內應力測試裝置測量了 Fe基體上 Ni膜、Cu基體上Ag膜、Ag基體上Cu膜和Ni膜的平均應力，與基于程氏電子理論(TFDC)和彈性力學理論導出的薄膜本征應力產生機制模型計算的薄膜應力進行對比，分析膜內應力的性質和起源，驗證薄膜本征應力產生機制模型的正確性。
　　研究

2、結果表明：鍍鎳中添加劑對鍍鎳層的微觀形貌、晶粒尺寸、織構及硬度均有影響。鍍液中加入 C12H25SO4Na明顯消除了鍍層表面的針孔，且使(200)晶面的擇優取向增強；糖精的添加使晶粒顯著細化，鍍層硬度提高；光亮100的添加提高了鍍層光亮度，糖精和光亮100的復合加入使鍍層產生(111)晶面織構。三種添加劑的復合使用，能使鍍層表面質量達到最佳。此外，當鍍液成分相同時，隨電流密度的增大，鍍層晶粒尺寸有所減小，而硬度有所增加。在實驗條件下，鍍

3、鎳可使用的電流密度范圍為0.5~1.0 A·dm-2。
　　以 AgNO3為主鹽的無氰鍍液制備銀膜時，鍍層的結合強度良好，隨電流密度的增大，陰極電流效率先增大后減??；各晶面的晶粒大小和鍍層硬度均不發生明顯變化；(111)晶面的織構系數逐漸減小，織構減弱，而(222)晶面擇優取向逐漸增強。鍍銀的最佳電流密度為0.25 A·dm-2。表面形貌在此電流密度下最為平整、細密。
　　鍍鉻中鉻酐濃度、電鍍溫度和電流密度對鉻薄膜的微觀結構

4、和顯微硬度均有影響。電流密度為10 A·dm-2時，鍍層表面致密、均勻，表面質量最佳。隨電流密度的增加，鍍層晶粒尺寸逐漸增大，鍍層硬度減小。鉻膜制備的最佳鉻酐濃度為250 g·L-1，電鍍溫度為46℃，電流密度為10 A·dm-2。
　　Fe基體上Ni膜、Cu基體上Ag膜、Ag基體上Cu膜和Ni膜的平均應力和分布應力均隨膜厚的增加而減小，且在膜較薄時，應力梯度減小較大。膜內生長應力很小，界面應力很大。平均應力的實驗值和基于 TFD