钯镀层的成核与生长机理
第3章化学镀剖析
第3章化学镀剖析
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主要内容
一、化学镀概述
化学镀基本概念、基本原理及其特点
二、化学镀镍
概述、 基体材料 、动力学 、镀液基本组成 、 次磷酸盐型镀液镀Ni层、 镀层的组成和特性
第3章化学镀剖析
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一、化学镀概述 1. 化学镀基本概念
化学镀(chemical plating)是属镀层的一种化学处理 方法。在还原剂的作用下,使金属盐溶液中的金属离 子还原成原子,在具有催化作用的基板表面上沉积成
(6)对要求高硬度、耐磨的零件,可用化学镀 镍代替镀硬铬。
第3章化学镀剖析
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2. 化学镀镍与基体材料
化学镀的前提: a. 基体表面必须具有催化活性,这样才能引发化学沉 积反应;
b. 另一方面化学镀层本身必须是化学镀的催化表面, 这样沉积过程能持续下去,达到所需要的镀层厚度。
第3章化学镀剖析
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化学镀镍本身就是化学沉积反应的催化剂;然而, 需要化学镀镍的基体材料几乎可以是任何一种金属 或非金属材料。
(4) 化学镀是靠基材自催化活性而起镀的,因此其结合 力一般均优于电镀。
(5) 镀层有光亮或半光亮的外观,晶粒细小致密、孔隙 率低,某些化学镀层还具有特殊的物理化学性能。
缺点:
(1) 化学镀品种远少于电镀。 (Ni,Co,Cu, Pd,Pt,
Ag,Au)
(2) 镀液寿命短,废水排量大,镀覆速度慢, 成本也
第3章化学镀剖析
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➢ 比镍稳定的金属:
如铜、银、金等,这些材料的表面上不可能在镀液中发
生置换反应而沉积镍,必须通过施加阴极脉冲电流或者 使被镀表面与一片比镍活泼的金属接触,以便被镀表面
沉积上镍从而引发化学沉积反应。
化学镀钯原理
化学镀钯原理
嘿,朋友们!今天咱就来唠唠化学镀钯的原理,这可真的超级有趣哦!
你知道吗,化学镀钯就像是一场神奇的魔法表演!想象一下,把一种普通的材料放进一个特殊的溶液里,然后,哇塞,就像变魔术一样,它的表面就覆盖上了一层闪亮的钯。
这多奇妙啊!比如说,就像我们给一个小物件穿上了一件华丽的钯金属外衣。
那它到底是怎么做到的呢?其实啊,这当中涉及到一系列复杂又神奇的化学反应。
溶液中的钯离子就像是一群小精灵,它们急切地想要找到一个“家”。
而我们的工件呢,就像是一块等待被装饰的画布。
当工件进入溶液后,这些小精灵就在工件表面安了家,一层一层地堆积起来,形成了漂亮的钯镀层。
就好像是一群小朋友在堆积木,一层一层地越堆越高。
在这个过程中,可少不了还原剂的帮忙哦!它就像是一场派对的组织者,指挥着钯离子们有序地排列。
这就好比是一场精彩的足球比赛,还原剂是教练,钯离子是球员,它们相互配合,共同完成这场“比赛”。
哎呀,你说这是不是超级神奇?化学镀钯的原理就是这么有意思!它让原本普通的东西变得特别,变得闪亮!所以说啊,科学的世界真的是充满了
惊喜,充满了无限的可能!只要我们用心去探索,就能发现这些隐藏在背后的奇妙之处。
化学镀钯,真的是让我对科学又多了几分热爱和好奇呢!
我的观点结论就是:化学镀钯的原理超级神奇,它展示了科学的魅力,值得我们深入研究和了解!。
电沉积Pt的成核与生长机理
电沉积Pt的成核与生长机理
2016-09-23 12:33来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部
电沉积Pt的成核与生长机理常规尺寸电极的电结晶机理与微电极并不相同,应用微电极研究电沉积的成核与晶体生长理论有其独特的优势. 虽然,Correia、Heerman等已曾提出了微电极上电沉积的成核与扩散控制生长模型. 而West等也对微盘电极的晶体成核与三维扩散控制生长进行了直接数字模拟,但该模型只能用于有限的体系.况且由于在Au微盘电极上,Pt电沉积的初期,其控制步骤是电子传递过程,所以Correia、Heerman及West的模型并不适用.
武汉大学化学与分子科学学院陶芝勇等人于不同H2PtCl6浓度和超电势下,应用Fleischmann的电结晶成核及晶体生长模型和Barradas Bosco的电化学成相吸附成核模型,拟合多晶Au微盘电极( =30μm)上电沉积Pt的恒电势阶跃电流暂态曲线.得出:在稀H2PtCl6溶液中,上述沉积过程初期,发生H2PtCl6吸附并遵循二维瞬时成核与圆柱形生长模型.二维生长速率常数随超电势线性增加.跟随其后的是核的层状生长,其速率常数随超电势呈非线性变化.而在高浓H2PtCl6溶液中,沉积机理转变为H2PtCl6的吸附、瞬时成核及三维正圆锥形的生长模式.其晶核的
垂直生长速率常数k PERP比水平生长速率常数k PARA大两个数量级以上.况且,logk PERP随超电势线性增加,而logk PARA则随超电势呈反S形变化的关系.相同超电势下,无论k PERP还是k PARA,均比稀H2PtCl6溶液中的二维层状生长速率常数大几个数量级.。
钯铁合金共沉积行为及其成核机理的研究
temeh d fc ci otmmer n oe t lse . Th e ut h w h ti h y tm ft eeetoye s lt n h to so y l v l c a tya d p tn i tp a e rs l s o t a n t es se o h lc rlt ou i s o whc sma eu fFe O4・7 O n ( ihi d p o S H2 a d Pd NH3 2 2b ig a td a h i at ,s lo aiyi a i ( S ) C1 en ce s t eman s l s ufs l l cd S CS)b ig c c en tee mpe ig a e ta d a h o lxn g n n mm o im uft en h o d ca c at o d p sto fPdFealy l e u lain nu s lae b ig t e cn u tn es l,c- e o iin o — l i sn ce t o v o a dn n e p tn il e o i o n o u d r o e ta p st n;i’ rv ri l p o e s co dn ot ei t u v so o e t l tp,ac n lso d i t Sai e esbe r c s :a c r ig t h ~ r e fp tn i e r c as o cu in c nb rwn t a h 1cr cv t1z t n o _ e aly o e st eme h n s o n tn a e u u lain a d t r e a ed a h tt eee to r sa1 ai fPdF l b y h c a im fisa tn o sn ce t n h e i o o o
MOCVD
(3)质量的传递
如上所述,反应气体或生成物通过边界层,
是以扩散的方式来进行的,而使气体分子
进行扩散的驱动力,则是来自于气体分子 局部的浓度梯度。
CVD技术的分类
CVD技术根据反应类型或者压力可分为
低压CVD(LPCVD)
CVD技术
常压CVD(APCVD) 亚常压CVD(SACVD) 超高真空CVD(UHCVD) 等离子体增强CVD(PECVD) 高密度等离子体CVD(HDPCVD) 快热CVD(RTCVD) 金属有机物CVD(MOCVD)
MOCVD设备
Schematics of a MOCVD system
Carrier gas Material sources Gas handling system
In-situ diagnostics
NO electron beam probes!
Exhaust system
Safety system
x d v 0
2
1/ 2
以 “雷诺数”来表示,可改写为
x Re
2
1/2
式中,x为流体在固体表顺着流动方向移动得距离面。
也就是说,当流体流经一固体表面时,下图的主气流与固
体表面(或基片)之间将有一个流速从零增到ν0的过渡区
域存在,即边界层。
热传导是固体中热传递的主要方式,是将基片置于
经加热的晶座上面,借着能量在热导体间的传导,
来达到基片加热的目的,如图所示。以这种方式进 行的热能传递,可以下式表示。
单位面积的能量传递 T = Ecod kc X
其中:
kc为基片的热传导系数, △T为基片与加热器表面间的温度差, △X则近似于基片的厚度。
晶体的生长机理和控制方法
晶体的生长机理和控制方法晶体是由原子或分子有序排列而形成的有规律的固体结构,广泛应用于化学、生物、材料、电子等领域。
晶体的生长是指通过物质的凝聚和有序排列形成完整晶体过程,其机理和控制方法也是学术和实践上重要的问题。
一、晶体的生长机理晶体的生长机理涉及到热力学、动力学、热传导、质量传输、界面化学等多个方面。
其中主要包括以下几个方面的内容:1.核化与成核:在过饱和度条件下,原料分子集聚形成的不稳定凝聚体称为临界核(nucleus),成核的速度与临界尺寸大小有关。
过大的临界尺寸会影响成核速度,过小则会限制晶体成长速率。
2.晶面生长与形核模式选择:晶体在生长过程中受到的外界环境和晶面热力势能的作用,会直接影响晶面造型和选择。
这也是研究晶体形貌和遗传的主要内容之一。
3.晶体成长速率:晶体生长速度受到物理、化学作用力和传质速率等影响,是一种非平稳过程。
晶面生长速率与色散系数、溶解度、传质系数等有关。
二、晶体的控制方法晶体的生长速率和生长状态的控制及调控,是晶体工艺和材料战略发展的主要研究方向之一。
以下是几种晶体生长控制方法的介绍:1.温度差控制法:是利用温度差异控制晶体生长速率和生长方向的一种方法。
在对称的两侧,控制温差形成温差层,从而调控晶体生长位置和速率。
2.流速控制法:流体在晶体表面的流动速度对晶体生长状态有明显影响。
通过调节流体流速来控制晶体生长速率和晶体形态。
3.添加控制剂:控制剂可以影响过饱和度和晶体成核速度。
通过添加控制剂来调节晶体的生长速率和生长方向。
4.电化学控制法:利用电场、电位或电流等电学性质,在晶体生长过程中对物质传输和物种吸附等过程进行有针对性的调节。
以上方法仅是晶体生长控制的概述,实际上还有其他方法,如冷却速率、溶液浓度、晶体取向控制等,具体选择方法还要根据晶体特性和工艺需求。
三、晶体的应用前景晶体作为一种重要的结晶材料,其应用领域广泛,包括但不限于以下几个方面:1.半导体电子学:从硅基结晶到磷化镓、硅锗合金、氧化锌等,晶体在电子学领域的应用尤为广泛,几乎所有电子器件都将其诞生地定义为晶体管!2.磁性材料:铁、钴、镍等金属的磁性,体现在固体晶体中体现出来。
印制电路板化学镀铜中钯的催化机理与溶液管控
Analysis of palladium catalytic mechanism and
improvement of solution control in PCB electroless copper
我公司化学镀铜溶液中主要成分有:铜盐: CuSO4;络合剂:EDTA•2 Na;还原剂:甲醛;pH 调节剂:氢氧化钠;稳定剂。
下面分别对主反应和副反应的电子转移机理 进行分析。
-30-
印制电路信息 2020 No.09
电镀涂覆 Plating Coating
1.2 主反应机理
化学镀铜溶液中,主反应的化学式如下: Cu2++2HCHO+4OH-→Cu+2HCOO-+2H2O+H2↑ 在钯催化下,主反应中电子转移机理为如下 四步。 (1)甲醛强烈吸附于钯上(见图1)。
1.1 化学镀铜溶液主要成分
目前行业内多采用甲醛为还原剂的碱性化学
镀铜溶液,印制板基材表面经调整、活化后,在 基材表面产生钯催化层,铜离子首先在这些钯催 化层上被还原成铜原子而键入钯的晶格中,然后 这些铜晶粒又成为新催化层,使铜离子在新铜晶 粒表面继续还原成铜原子,因此详细分析钯层对 整个反应的催化机理至为重要,这对理解整个沉 铜反应原理和溶液管控都有好处。
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Pd O
熔盐电镀钍钯研究
熔盐电镀钍钯研究熔盐电镀是一种常用的表面处理技术,可以在金属表面上形成一层均匀、致密的金属薄膜。
钍和钯是两种重要的金属材料,在工业生产中有广泛的应用。
本文将以熔盐电镀钍和钯的研究为主题,探讨其原理、方法和应用。
一、熔盐电镀的原理熔盐电镀是通过在高温熔盐中加入金属离子,利用电解原理将金属离子还原成金属沉积在基体表面的一种技术。
在熔盐中,金属离子可以通过电解质溶解度的调节,使其浓度保持恒定,从而实现均匀的沉积。
钍和钯的电镀过程类似,都需要在适当的温度和电场条件下进行。
二、熔盐电镀钍的研究熔盐电镀钍是一种重要的表面处理方法,可以增强钢铁等材料的耐蚀性和耐磨性。
钍的电镀通常采用氯化物盐熔体,如氯化钠、氯化钾等。
研究表明,钍的电镀过程受到多种因素的影响,包括熔盐成分、温度、电场强度和电镀时间等。
适当的实验条件可以获得具有较好性能的钍镀层。
三、熔盐电镀钯的研究钯是一种重要的催化剂和功能材料,在化工、电子等领域有广泛的应用。
熔盐电镀钯是一种常用的制备钯薄膜的方法,可以获得高纯度和均匀的钯镀层。
钯的电镀过程也受到多种因素的影响,包括熔盐成分、温度、电场强度和电镀时间等。
研究表明,通过调节这些因素可以获得具有不同性能的钯镀层,如耐磨、耐腐蚀、高温稳定等。
四、熔盐电镀钍和钯的应用熔盐电镀钍和钯具有广泛的应用前景。
钍镀层可以提高钢铁等材料的耐蚀性和耐磨性,延长其使用寿命。
钯镀层具有良好的化学稳定性和催化性能,在化工、电子等领域有重要的应用。
此外,钍和钯的电镀技术也可以用于制备复合材料和功能薄膜,如钍基合金、钯膜传感器等。
总结:熔盐电镀钍钯是一项重要的研究课题,其原理、方法和应用都具有一定的复杂性和技术难度。
钍和钯的电镀过程受到多种因素的影响,需要通过合理的实验设计和条件优化来获得理想的镀层性能。
熔盐电镀钍钯的研究对于提高材料的性能和开发新型功能材料具有重要的意义。
希望通过不断的研究和探索,能够进一步完善熔盐电镀技术,推动相关领域的发展和应用。
金刚石电镀氯化钯的原理
金刚石电镀氯化钯的原理
电镀是通过电解方法,在物体表面形成金属镀层的过程。
金刚石电镀氯化钯的原理是利用电解质溶液中的氯化钯离子(PdCl2-)作为金属源,通过施加电流,将氯化钯离子还原为金属钯,从而在金刚石表面形成钯镀层。
具体步骤如下:
1. 准备金刚石基底:将金刚石基底清洗干净,去除表面的杂质和油脂,使其表面光洁。
2. 准备电解质溶液:制备含氯化钯的电解质溶液,其中含有适量的氯化钯盐和其他必要的添加剂,以调节溶液的pH值、温度和其他电化学参数。
3. 设计电镀电池:将金刚石基底作为阳极(正极),把另一块纯钯或其他较好导电的金属作为阴极(负极),将二者放入电解质溶液中,构成电极电池。
4. 施加电流:将电极电池连接到直流电源上,通过改变电源的电压和电流,施加适当的电流密度和电位,使金刚石基底成为阴极,氯化钯离子在其表面发生还原反应,生成金属钯并沉积在金刚石表面。
5. 控制电镀参数:根据所需的钯镀层厚度和质量,调节电流密度、电镀时间和电解液的成分等电化学参数,以控制钯沉积速率和镀层性能。
通过上述步骤,金刚石表面就能得到一层均匀的钯镀层,起到保护、增强和美化金刚石的作用。
钯催化原理
钯催化原理钯催化是一种常见的催化反应方式,它在有机合成、医药化学、材料科学等领域有着广泛的应用。
钯催化的原理是指在钯催化剂的作用下,底物分子发生化学反应,生成产物。
钯催化反应具有高效、高选择性和温和的特点,因此备受研究者的青睐。
本文将就钯催化的原理进行详细介绍。
首先,钯催化反应的原理是基于钯催化剂对底物分子的活化作用。
在钯催化剂的作用下,底物分子可以吸附在钯表面,并与钯形成活化的中间体。
这种活化作用可以降低底物分子的反应活化能,从而促进反应的进行。
钯催化剂能够提供足够的活化能,使得底物分子发生化学键的断裂和形成,从而实现反应的进行。
其次,钯催化反应的原理还涉及到钯催化剂对反应中间体的稳定作用。
在反应进行的过程中,钯催化剂能够与中间体形成稳定的配合物,从而防止中间体的分解或不良的副反应的发生。
这种稳定作用可以保证反应的高效进行,并且提高产物的选择性。
因此,钯催化反应通常具有较高的产率和产物纯度。
另外,钯催化反应的原理还包括了钯催化剂对反应条件的调控作用。
钯催化剂可以调节反应的温度、压力、溶剂等条件,从而优化反应的进行。
这种调控作用可以提高反应的效率,并且适应不同类型的底物分子。
因此,钯催化反应可以适用于多种底物的合成反应,具有较好的通用性和适用性。
总的来说,钯催化反应的原理是基于钯催化剂对底物分子的活化、稳定和调控作用。
这种原理使得钯催化反应成为一种重要的有机合成工具,为化学合成和材料科学领域的发展提供了重要的支持。
钯催化反应的原理不仅具有理论意义,而且在实际应用中具有重要的价值,为绿色化学和可持续发展做出了积极的贡献。
因此,钯催化反应的原理对于化学领域的研究和应用具有重要的意义。
化学镀法制备钯复合膜
化学镀法制备钯复合膜2016-05-28 13:25来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部化学镀钯微观电镜图化学镀法的原理是金属盐被还原剂还原成金属,从而在载体表面形成薄膜。
整个制备过程包括以下4个步骤:(1)载体处理-通过机械打磨、化学处理或者引入过渡层获得平整的载体表面。
(2)活化敏化-通过活化、敏化两步法在载体表面形成纳米级钯颗粒,作为镀膜的晶种。
(3)膜的生长-钯在晶种附近沉积、生长成膜。
(4)焙烧-氮气、氢气氛围中升温到一定温度,形成致密的金属钯膜。
使用化学镀法可在任何形状的导体和非导体表面沉积薄膜,操作条件简单,成本较低。
应该指出的是,传统化学镀法最大的缺陷是活化与敏化过程十分繁琐,而且极有可能引入杂质锡而影响钯膜的高温热稳定性。
另外,较难控制膜的厚度,与载体结合力也较差,而且还会产生大量的有毒、有害废液。
因此,近年来人们对该方法进行了相应的改进。
用不含锡的活化技术代替传统的活化方法就是近年来的研究重点之一。
Xiong 等应用溶胶-凝胶技术活化目标衬底,将被钯源物质改性后的勃姆石溶液直接涂敷在载体表面,达到了修饰表面和上晶种同时进行的目的,明显简化了制备过程,有效地避免了锡的引入。
膜的H2/ N2分离系数为20-130,氢的渗透速率为0.05-2.4cm3/(cm2·s)。
王和义等采用浆料涂敷与化学镀相结合的方法在微孔陶瓷支撑体上制备出厚3μm的钯银合金膜。
该方法不仅大大简化了活化、敏化过程,而且有利于在大孔径陶瓷载体表面沉积钯银合金膜。
Paglieri等将陶瓷载体浸渍在醋酸钯的氯仿溶液中,高温热分解后得到钯晶种,然后再用化学镀的合成路线。
该方法可在常压空气中进行,得到的活性钯颗粒分散均匀、活性高。
在973K 的条件下,氢气的渗透能力在一星期内基本保持不变。
Xu等利用光催化反应在氧化钛基体表面引入钯晶种,然后进行化学镀钯,得到厚度为0.3-0.4μm的超薄膜。
在773K的条件下,氢的渗透速率为6.3×10-6mol/(m2·s·Pa),H2/N2分离系数高达1140。
钯镀层基本性质介绍
钯镀层基本性质介绍
2016-05-10 12:49来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部
镀钯连接头钯是第五周期Ⅷ族铂系元素的成员,是由1803年英国化学家武拉斯顿从铂矿中发现的化学元素,是航天、航空等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。
20世纪70年代末期至今由于金价上涨,西方各国及日本对钯及其合金电镀的研究逐渐重视。
许多主要的电子公司均开展试验并取得良好的结果。
钯是一种优良的电接触材料(电阻系数为0.099Ωmm2/m)。
钯镀层焊接性好。
钯镀层是一种有效的扩散阻挡层,高频元件往往用钯做中间层,以防止基体金属向外表面扩散。
镀钯主要用于电接触,防护和装饰目的。
镀层厚度一般是2~5μm。
钯镀层的主要缺点是对某些有机物特别敏感,表面易形成“褐粉”,使接触电阻大大增加。
钯合金镀层抗有机物污染比纯钯好,其他性能也优于纯钯镀层。
如含钯为80%左右的钯镍合金镀层的主要性能是:抗硫化,抗蠕变腐蚀和弯曲延伸,硬度均优于硬金镀层,HV=450±50。
同样厚度的钯镍镀层的花费仅为金镀层的1/3~1/5。
目前印制板、针孔接插件上已推广用钯镍镀层取代金镀层。
还报道了钯钴、钯铂、钯银、钯金、钯铟合金电镀。
其中报道较多的是钯银,但是还没有商用报道。
钯镍镀层外观白亮,但因镍易引起皮肤过敏,而限制了在首饰行业的应用。
研究不含镍、钴的白亮的钯合金镀层将使钯在首饰行业的应用更广泛,并可望取代价格昂贵的铑。
钯和钯合金电镀溶液主要有氨一氯化物体系,氨基磺酸体系,胺一氯化物体系。
MOCVD法制备钯膜用的前驱体研究现状
C E afn ,C A G Qaw n H N X zu E Q n sn , H N Lqa ,LU We i H N G o g H N io e ,C E i ,Y igo g C E ii a h o I i n pg
( tt K yL b rt yo d a c d T c n lg s o o rh n i t i t n o P a n m Me l , Sa e a oa r f v n e e h oo i r mpe e s e U iz i f lt u t s e o A ef C v la o i a
制法 制备 钯膜 的主要 问题 在于 初始 原 料 的纯 度对 薄 膜 的质量 影 响极 大 , 且膜 的厚度 大 于 5 m; 学镀 0 化 的缺 陷是 活化 与敏 化 过程 繁琐 , 易 引入 杂 质 , 极 而且 不易控 制 膜 的厚 度 ; 理气 相沉 积 需要 很 高 的热 量 , 物
a p ia insi n e d c u e o t x elntp y ia n c mia r p ri s s c s r tc ie p lc to n ma y f l s be a s f i e c le h sc la d he c l p o e e , u h a p o e tv i s t c ai g o i h t mpe au e,d e e ti ims i c o l cr n c n aay i .I a tr ce c t o tn sf rh g e rtr i lc rc fl n mi r ee to i s a d c t lss th sa ta t d mu h a—
t n in i e e ty as d e t t x el n r p ri sa oe ta p lc to . I h sa tce,h r g e s e to n r c n e r u oise c le tp o e te nd p tn ila p i ains n t i ril t e p o r s a d st ai n o e e r h o r c ro sf rp l d u t i l y M OCVD r n r d e n iu to n r s a c fp e u s r al i m h n f ms b o a i we e i to uc d.The a v n a d a t—
镀钯 催化剂
镀钯催化剂
镀钯(Palladium Plating)是将钯层镀在基材表面的过程。
钯镀层常被用作催化剂,特别是在化学合成和工业反应中。
以下是镀钯催化剂的一些特性和应用:
1.催化剂应用:镀钯的主要应用之一是作为催化剂。
钯具有优异的催化性能,尤其在有机合成反应中,如氢化、氧化、还原等。
镀钯催化剂在合成化学和有机化学领域中被广泛使用。
2.选择性催化:钯镀层能够提供高催化活性,并且在一些反应中显示出很好的选择性,使得特定的化学键选择性地发生反应。
这对于有机合成和药物制备等领域非常重要。
3.金属表面改性:镀钯还可用于改性金属表面,增加其化学反应性。
例如,在电化学和催化反应中,镀钯可以改善电极的性能。
4.氢气吸附和储存:钯对氢气有较高的吸附能力,因此钯镀层常被用于氢气吸附和储存领域。
5.光学应用:镀钯的薄膜在一些光学应用中也有用途,例如在反射镜、光学镜片和激光器中。
在进行钯镀时,通常使用的方法包括电化学沉积、化学还原和气相沉积等。
选择合适的镀钯方法取决于具体的应用需求和基材性质。
需要注意的是,钯是一种昂贵的金属,因此钯镀层的成本相对较高。
在一些应用中,为了节省成本,人们可能会考虑替代的催化剂或材料。
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第二节 成核-生长相变
这时候存在两种情况:
(1)当热起伏较小时,形成的颗粒太小,新生相的颗粒度愈 小其饱和蒸汽压和溶解度都大,会蒸发或溶解而消失于母相, 而不能稳定存在。 (2)当热起伏较大时,界面对体积的比例就减少,当热起伏 达到一定大小时,系统自由焓变化由正值变为负值,这种可 以稳定成长的新相称为晶核。
我们将这种尺寸较小而不能稳定长大成新相的区域称为核胚。
要使相变过程自发进行,应使ΔG <o,式(7)右 边α,R、T,c都为正值,要满足这一条件必须, Δc<o,即c>c。,液相要有过饱和浓度,它们之 间的差值c—c。即为这一相变过程的推动力。
相变过程的推动力:
应为过冷度,过饱和浓度,过饱和蒸汽
压,即系统温度、浓度和压力与相平衡 时温度、浓度和压力之差值。
Gr I K 0 D exp( ) RT Gr* P K 0 exp( ) RT
I=PD
其中:k0=av0nns/D0
P:受相变活化能影响的成核率因子;D:受质点扩散影响的 成核率因子。
图4 成核速率I与温度关系图
当T=Tm时,液体和晶体摩尔自由焓差为ΔG,如忽略热容 的影响,ΔG=ΔHΔT/Tm,因此,液体和晶体单位体积自由 焓差,
2)均态核化速率I 成核过程就是熔体中一个个原子加到临界核胚上,临界核 胚就能成长为晶核。 核化速率表示单位时间内单位体积的液相中生成的晶核数 目,用I表示。 核的生成速率取决于单位体积液体中的临界核胚的数目 (nr*)以及原子加到核胚上的速率(即单位时间到达核 胚表面的原子数q)及与临界核胚相接触的原子数(ns)。
但是实际上,要冷却到比相变温度更低的某一 温度例如C,(气-液)和E(液-固)点时才能发生 相变,即凝结出液相或析出固相。这种在理论 上应发生相变 而实际上不能发生相转变的区域 (如图2所示的阴影区)称为亚稳区。 在亚稳区内,旧相能以亚稳态存在,而新相还 不能生成。
玻璃衬底上钯多晶膜的制备
2934 2004年增刊(35)卷功 能 材 料玻璃衬底上钯多晶膜的制备*李 庆,陈志谦,胡金柱(西南师范大学 材料科学与工程学院,重庆 400715)* 基金项目:重庆市科委应用基础研究基金资助项目;西南师范大学科技发展基金资助项目收稿日期:2004-03 通讯作者:李 庆 作者简介:李 庆(1964-),女,四川内江人,西南师范大学材料学院教授,2002年于中国科学技术大学获理学博士学位,1998年英国伯明翰大学化学系访问学者,主要从事材料化学与物理的研究。
摘 要:在乙二醇和乙酰丙酮混合溶剂中将钯多晶膜沉积在玻璃片上。
钯膜表面平整,由球形钯晶小颗粒密堆积而成,颗粒均匀,形状规则,直径约为130nm 。
对混合溶液进行了研究,给出了制备均匀的钯膜的最佳反应条件。
颗粒大小和膜层厚度可以通过改变反应条件加以控制。
探讨了溶剂所起的作用,提出了混合溶剂中钯膜沉积的可能机理。
关键词:钯;薄膜;制备中图分类号:TB 383 文献标识码:A 文章编号:1001-9731(2004)增刊-2934-031 引 言贵金属纳米微粒由于具有独特的物理和化学特性,其合成、表征和应用倍受人们关注[1~4]。
钯在电子工业中可用作导体,还可用于制备多层陶瓷电容[5]。
更为重要的是,利用钯或钯合金膜可组成钯膜反应器,该反应器集分离功能与催化功能于一体,在加氢、脱氢、氢能转移等反应中表现出传统反应器所不具有的独特性能,从而成为研究的热点[6~8]。
制备钯膜的方法有机械轧制法[9]、无电子电镀[10]、化学气相沉积[11]、溅射沉积[12]以及真空电沉积[13]等。
但上述方法存在许多不足,如:设备复杂,成本高,或者工序太多,原料浪费较大,甚至膜与衬底结合较松散等。
因此,寻找好的钯膜制备法仍是研究的重点。
液相化学法在制备表面致密、结晶良好、与基质有很强附着力的薄膜方面具有引人注目的优势[14]。
在本研究中,我们采用简单的混合溶剂法来制备钯膜,薄膜沉积在玻璃基质上。
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钯镀层的成核与生长机理
2016-09-21 14:22来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部
钯镀层的成核与生长机理钯电沉积层在电子工业中可以代替硬金作为电插件镀层. 根据金和钯的本身价格及密度的差异计算, 单位面积同样厚度的钯和金比较,钯的材料费只有金的三分之一,而且因为它的某些性能如电导率、可焊性、抗蚀性和耐磨性可与硬金镀层相媲美. 在高档的镀金饰品中, 也可以钯代替镍或钯镍合金作为镀金底层, 这不仅可以提高装饰品的档次, 而且可避免与镍接触引起的皮肤炎和其他皮肤病. 此外, 钯还可望代替价格昂贵的铑.
有关纯钯的电镀工艺、电沉积机理和钯氢共沉积机理的研究以及专利已有不少报道, 然而, 钯对氢具有极强的吸收能力, 在其电沉积过程中由于氢的共沉积而严重影响沉积层质量, 因此较厚的钯镀层内应力高, 而且出现针孔和裂纹.
厦门大学化学系物理化学研究所杨防祖等人研究在柠檬酸钾和草酸铵镀液体系中纯钯电沉积及电结晶机理.结果表明,采用本实验室研制的添加剂②XP-4和XP-7,可在电流密度0.5~3.5A/dm2,温度40~60℃的宽广范围内获得全光亮的钯电沉积积层.采用脉冲电源电镀可有效地改善厚沉积层质量,减少沉积层裂纹和孔洞.循环伏安实验表明,钯电极过程的阴阳极峰电位之差达1.05V,说明其电极过程明显不可逆;伏安图上同时出现一感抗性电流环,说明钯沉积过程发生晶核形成过程;XP-4和XP-7阻化电沉积和氢的析出,提高钯电沉积的沉积电位.电位阶跃实验进一步表明,钯遵循连续成核和三维生长的电结晶机理.。