电沉积镍镀层的制备及性能测试
电沉积镍钴纳米合金的制备及性能_迟玉中
第22卷 第3期 2007年9月V ol.22 No. 3 Sep. 2007收稿日期：2006-10-23；修回日期：2007-04-12基金项目：天津科技大学自然科学基金资助项目（20040225）作者简介：迟玉中（1971—），男，河北邯郸人，讲师，硕士.电沉积镍钴纳米合金的制备及性能迟玉中，刘雁红，王新庄（天津科技大学理学院，天津300457）摘 要：采用直流电沉积方法在镀液中加入有机添加剂制备出镍钴纳米合金镀层．采用扫描电镜分析了镀层的微观形貌及晶粒尺寸，研究了电流密度、pH 等工艺条件以及有机添加剂和稀土钐对镀层中钴含量的影响，采用加热实验法测定了镀层的结合力．实验结果表明，镀层表面致密、平整，结合性能优良． 关键词：电沉积；镍钴纳米合金；有机添加剂；稀土中图分类号：TQ153.2 文献标识码：A 文章编号：1672-6510（2007）03-0040-04Preparation and Properties of Electrodeposited Ni -Co Nanocrystalline AlloysCHI Yu -zhong, LIU Yan -hong，WANG Xin -zhuang（College of Science, Tianjin University of Science & Technology, Tianjin 300457,China ）Abstract ：Electrodeposited of nickel -cobalt nanocrystalline alloys were obtained by direct current with addition of organic additives in the bath under. Morphology and grain size of alloys were analysed by SEM. The effect of current density, pH value,organic additives and rare earth samarium on cobalt content were studied, the adhesion of the film were tested by heating. The test results show that the nickel -cobalt film obtained has fine and leveled surface and good adhension. Keywords ：electrodeposition；Ni -Co nanocrystalline alloys；organic additives；rare earth镍钴合金镀层具有亮白色金属外观，硬度高，有良好的耐磨性、耐蚀性和化学稳定性[1]，因此，该镀层可广泛用作防护装饰性镀层．目前的研究主要针对镍钴合金镀层的结构、电催化性和磁学特性．如姚素薇[2]等人研究发现镍钴合金镀层结构主要受钴含量的影响，当镀层中钴含量（质量分数）在76％以下时，镀层由两种面心结构的两种固溶体组成；钴含量在76％~ 90％时，面心立方结构的钴发生同位素异构转变，成为六方密排结构，此时镀层由面心立方和六方密排两种结构的固溶体组成；当镀层中钴含量高于90％时，仅存在一种以钴为溶剂的六方密排结构固溶体．1984年Spasojevic 等研究了以钛和铁作基体制备的镍钴合金镀层，发现镍钴合金镀层具有极高的电催化活性[3]，比纯钛电极其析氢电势可降低500 mV ．在铝合金基体上，电镀高钴含量的镍钴合金广泛用作计算机的磁鼓和磁盘的表面磁性镀层，以达到体积小、重量轻和存储密度大的要求[4] ．本文研究了目前没有引起足够重视，但是对镀层的性能影响较大的因素，如电流密度、 pH 等工艺条件，并且研究了对镍钴合金中镀层的晶粒尺寸影响很大，目前很少研究的添加剂，如糖精、十二烷基硫酸钠、稀土等，通过控制添加剂的加入量，制备出镍钴纳米合金．1 材料与方法1.1 实验材料阳极为纯石墨，阴极为1cm 2的紫铜片． 1.2 镀液基本成分与工艺条件 1.2.1 镀液基本成分（g ·L -1）NiSO 4·6H 2O 142；CoSO 4·6H 2O 20；H 3BO 3 30；糖精 1~4；十二烷基硫酸钠 0.8． 1.2.2 工艺条件镀液pH 1.0~7.0；镀液温度 45~50℃；电流密度10~70mA/cm 2．2007年9月迟玉中，等：电沉积镍钴纳米合金的制备及性能·41·1.3 实验仪器PHS-3C型酸度计，天津市盛邦电器厂；VIS-723型分光光度计，上海精密科学仪器有限公司分析仪器总厂；TDA-8002型恒温磁力搅拌器，山东嘉德仪器厂；2DA-10型直流整流器，河北省青县渤海整流器厂；JEOL6700F型扫描电镜，日本电子株式会社．1.4 Ni-Co 纳米合金的制备方法（1）将裁剪好的紫铜片先用10％的NaOH溶液进行去油污处理，然后依次用粒度为400、600、800目的金相砂纸打磨光滑，用盐酸溶液进行活化处理，然后用电工绝缘胶带把非工作面包裹好，露出1cm×1cm 的工作面，用电子天平称重，用作阴极镀片．（2）将称量好的硼酸移至100 mL烧杯中，加入40 mL沸水搅拌溶解，然后依次向烧杯中加入硫酸镍（NiSO4·6H2O）、硫酸钴（CoSO4·6H2O）、糖精等，用磁力搅拌器搅拌溶解．十二烷基硫酸钠需要单独溶解．十二烷基硫酸钠用10 mL沸水溶解后加入镀液中，搅拌均匀．（3）将溶解好的镀液在室温下冷却后用100 mL 的容量瓶定容，然后倒入100 mL烧杯中，用浓盐酸调节pH．将配制好的镀液放置在恒温磁力搅拌器上，加热至所需温度保持恒温，将万用电流表串联到电路中，用来监控电流大小，开始电沉积．（4）电沉积结束后，将阴极镀片从镀液中取出后用蒸馏水冲洗掉表面镀液，用电吹风的凉风挡将镀层表面吹干．将阴极镀片放置在表面皿中，待完全干后用电子天平称重．1.5 镀层性能测试1.5.1 镀层表面形貌采用JEOL6700F型扫描电镜观察镀层的表面形貌以及晶粒尺寸．1.5.2 结合力测试[5]将镀片在烘箱中加热到250 ℃，保温30 min，取出放入室温蒸馏水中，观察其表面是否起泡、剥落．1.5.3 镀层中钴含量测定[6]采用VIS-723型分光光度计，利用分光光度法测定镀层中的钴含量．分别量取0.25、0.5、1、2、3、4、5 mL的钴标准溶液放入标号为1—7的2 5mL容量瓶中，加入盐酸调节酸度为0.5 mol/L，用浓盐酸直接加入2.4 mL即可，再依次加入50％的硫氰酸钾5mL，摇匀，如有红色出现，说明有Fe2＋存在；加入0.2％的抗坏血酸至红色消失，再多加1 mL（无上述现象，此步骤可以跳过），然后依次加入10 mL的丙酮，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀、静置．用分光光度计测定1—7号容量瓶中溶液的吸光度，绘制标准曲线．用Origin 7.0软件对标准曲线进行处理，得到Co2+浓度和吸光度函数关系．用1∶1的硝酸溶液溶解镀层，定容于25 mL容量瓶中，测定溶液的吸光度，利用Co2+浓度和吸光度函数关系得到镀层中钴含量．2 结果与讨论2.1 有机添加剂对镀层的影响2.1.1 糖精的影响糖精对镀层中钴含量的影响如图1所示，可以看出，随着糖精加入量的增大，镀层中钴含量先是增加，当糖精加入量增加到2.5 g/L时镀层中钴含量达到最大，此后随着糖精量的增加钴含量下降．分析形成这种趋势的原因，糖精是电沉积镍基合金的初级光亮剂，其作用机理是通过在电极表面的吸附，增大了阴极极化，提高了沉积活化能，使形核起始电位负移，从而细化晶粒，提高表面的光亮度，但是糖精不能像“桥”一样，作为溶液中金属离子迁移到电极表面的媒介，也就是它不但不能作为电子传递的通道，反而与金属离子形成竞争吸附，随着其添加量的增大，反而覆盖了整个电极表面，使得金属在电极表面还原比较困难[6]．在实验中发现，糖精可以降低合金镀层的内应力，但添加量很少时，起不到降低镀层内应力的作用；添加量过多时则可能使镀层发脆．当糖精加入量为2.5 g/L时，镀层的外观质量最好，镀层致密、平整，呈银白色．图1糖精对镀层中钴含量的影响Fig.1Effect of saccharin on cobalt content ofNi-Co alloys plating2.1.2 十二烷基硫酸钠的影响十二烷基硫酸钠对镀层的影响如图2所示．十二烷基硫酸钠是一种阴离子型表面活性物质，能特性吸附在阴极表面，从而降低了电极与溶液间的界面张力，使溶液能很好地润湿电极表面，使氢气泡在电极·42·天津科技大学学报第22卷第3期上的湿润角减小，在尺寸很小时就离开电极表面，就这样可以降低氢气与钴还原析出竞争的趋势，防止或减轻镀层针孔的产生．当溶液中添加少量的十二烷基硫酸钠时，有利于钴离子在阴极表面的还原沉积，但十二烷基硫酸钠添加量较大时，相当于在阴极表面形成了一层厚的障碍物，反而阻碍了钴离子的还原反应[7]．从图中可以看出，随着十二烷基硫酸钠加入量的增大，镀层中钴含量先是增加，当十二烷基硫酸钠加入量增加到2.0 g/L时，镀层中钴含量达到最大，此后随着十二烷基硫酸钠量的增加钴含量下降．因此，最佳的加入量为2.0 g/L，此时镀层的外观质量最好．图2十二烷基硫酸钠对镀层中钴含量的影响Fig.2 Effect of sodium lauryl sulfate on cobalt content of Ni-Co alloys plating2.2 工艺条件对镀层的影响2.2.1 电流密度的影响电流密度对镀层中钴含量的影响如图3所示，由图3可以看出，随着阴极电流密度的增加，镀层中钴含量先是增加，当电流密度增加到40 mA/cm2时镀层中钴含量达到最大，此后随着电流密度升高镀层中钴含量反而下降．分析原因：沉积过程中，在外电流作用下，紧靠阴极表面溶液中的钴离子得到电子，被还原为金属沉积到阴极表面，因此，阴极表面溶液中的钴离子浓度远小于溶液本体中的浓度，随着电极反应的进行，溶液本体中钴离子不断扩散到阴极表面，以补充消耗掉的钴离子．当电流密度较低时，钴离子得到电子被还原为金属的速度小于溶液本体中钴离子扩散到阴极表面的速度，因而随着阴极电流密度的增加，镀层中钴含量呈增加趋势；随着电流密度的增加，外电流送到阴极的电子大量增加，钴离子得到电子被还原为金属的反应速度增加，当远大于溶液本体中钴离子扩散到阴极表面的速度时，紧靠阴极表面溶液中的钴离子得不到及时补充，此时电流密度再增加，镀层中钴含量反而下降．在溶液中存在有机添加剂稀土的情况下，当电流密度为40mA/cm2时，镀层呈银白色，表面致密、平整、光亮，并且没有麻点．因此，最佳的电流密度是40mA/cm2．图3电流密度对镀层中钴含量的影响Fig.3 Effect of current density on cobalt content ofNi-Co alloys plating2.2.2 pH 的影响当电流密度为40 mA/cm2时，pH对镀层中钴含量的影响如图4所示．在电沉积过程中，阴极上形成镀层的同时，常常伴随着氢气的析出，阻碍了钴的析出，pH越低，阴极析氢越严重，因此，当pH<3时，随着pH升高，镀层中钴含量增加，当pH=3时镀层中钴含量达到最大，此后随着pH 升高，阴极表面产生了较多的Ni(OH)2, 从而阻碍了钴的析出，镀层中钴含量下降．因此，最佳pH=3．图4pH对镀层中钴含量的影响Fig.4Effect of pH on cobalt content of Ni-Co alloys plating2.3 稀土钐对镀层的影响稀土钐对电沉积Ni-Co合金的研究[8]目前进行得较少．本实验在镀液中分别加入0.1、0.2、0.3、0.4和0.5 g/L的Sm2O3, 观察稀土对镀层的影响．从图5可以看出，随着Sm2O3加入量的增大，镀层中钴含量先是增加，当Sm2O3加入量增加到0.4 g/L时镀层中钴含量达到最大，此后随着Sm2O3量的增加钴含量下降．从实验中观察到，加入稀土，镀层光亮，电流密度范围明显增宽，镀层结构更加紧密，结晶细化均匀．最佳的Sm2O3加入量是0.4 g/L，此时镀层呈银白色．受实验条件的限制，稀土钐对镀层的作用机理有待于进一步2007年9月 迟玉中，等：电沉积镍钴纳米合金的制备及性能 ·43·深入研究．图5 稀土钐对镀层中钴含量的影响Fig. 5 Effect of rare earth samarium on cobalt content ofNi -Co alloys plating2.4 镀层的微观形貌图6和图7是直流电沉积条件下获得的镍钴合金的扫描电镜照片．图6 存在添加剂时Ni -Co 合金的扫描电镜照片Fig. 6 SEM of Ni -Co alloys plating with additives图7 无添加剂时Ni -Co 合金的扫描电镜照片Fig. 7 SEM of Ni -Co alloys plating without additives从图中可以看出，当糖精、十二烷基硫酸钠、稀土的添加量分别为2.5 g/L 、2.0 g/L 、0.4 g/L 时镀层呈银 白色，表面致密、平整、光亮，并且没有麻点，外观质量最好，镀层微观晶粒尺寸细小，在纳米范围内．当溶液中无糖精、十二烷基硫酸钠、稀土等添加剂时，镀层晶粒粗大，不在纳米范围内． 2.5 镀层的结合力实验[5]镀片在烘箱中加热到250 ℃，保温30 min ，取出放入室温蒸馏水中，其表面无起泡、剥落现象发生，说明镀层与基体结合牢固．3 结 论（1）电流密度、pH 等工艺条件对电沉积Ni-Co 合金镀层的影响较大，在本实验条件下，最佳的工艺条件：电流密度40 mA/cm 2，pH=3． （2）添加剂对Ni-Co 合金镀层有一定的影响．加入稀土元素钐可使镀层光亮，电流密度范围明显增宽，镀层结构更加紧密，结晶细化均匀，最佳的加入量为0.4 g/L ；加入糖精、十二烷基硫酸钠等有机添加剂可明显改善镀层的外观质量，镀层平整、致密、呈现银白色光泽，最佳的加入量为糖精2.5 g/L 、十二烷基硫酸钠2.0 g/L ．（3）镀层的结合力实验中，镀层表面无起泡、剥落现象发生，镀层与基体结合牢固． 参 考 文 献:［1］ 武 刚, 李 宁, 杜明华, 等. 电沉积Co -Ni 合金镀层结构及硬度的研究[J]. 材料科学与工艺, 2002, 10（4）：420—423.［2］ 姚素薇, 刘 冰, 张卫国, 等. 电沉积Ni-Co 合金及其结构研究[J]. 电镀与精饰, 1996, 18（5）：7—10.［3］ 王凤娥.电沉积镍基合金的研究进展[J]. 稀有金属,1998, 22（5）：375—378.［4］ 屠振密, 韩书梅, 杨哲龙, 等. 防护装饰性镀层[M]. 北京：化学工业出版社, 1984.［5］ 欧阳鑫, 寿伯春, 朱金南, 等. 电镀工艺学[M]. 北京：科学普及出版社, 1984.［6］ 郑华军, 马淳安, 赵建权. 有机添加剂对电沉积Fe -Co -Ni合金的影响[J]. 电镀与环保, 2003, 23（1）：7—9.［7］ 郭鹤桐, 陈建勋, 刘淑兰, 等. 电镀工艺学[M]. 天津：天津科学技术出版社, 1985.［8］ 汪继红, 费锡明, 李 伟, 等. 稀土在电沉积镍-钴合金中的作用[J]. 化学研究与应用, 2003, 15（4）：535—537.。
高频脉冲电沉积Ni-SiC纳米复合镀层的制备及性能研究的开题报告
高频脉冲电沉积Ni-SiC纳米复合镀层的制备及性能研究的开题报告一、选题背景近年来，由于机械、航空、航天等领域的快速发展，表面处理方面的要求也越来越高。
表面复合材料技术作为一种新型材料制备方法，具有独特的优势，已经成为了研究的热点。
对于镍基材料来说，常用的复合材料为Ni-WC、Ni-Cr3C2、Ni-Al2O3等，但由于硬度和抗磨性等性能的限制，其应用领域受到了较大的限制。
而Ni-SiC复合材料由于具有优异的耐磨、耐蚀性以及优异的机械性能，已经成为了广泛研究的热点，目前已经有许多研究集中于该材料的制备与性能研究。
其中，高频脉冲电沉积技术作为一种新型的沉积技术已越来越受到人们的关注和青睐。
二、研究内容和方法1、研究内容本文将采用高频脉冲电沉积技术，对Ni-SiC纳米复合材料进行制备。
在此基础上，通过SEM、XRD、FESEM等手段对所制备的纳米复合镀层进行表征，探究复合镀层的沉积成分、晶体结构以及表面形貌等性质。
并且，对于复合镀层的耐磨性、硬度、摩擦学特性等性能进行测试和分析，以验证其在实际应用中的可行性。
2、研究方法(1) 镀液的制备：制备含有特定添加剂的Ni-SiC纳米复合镀液。
(2) 镀层的沉积：采用高频脉冲电沉积技术，对在预先清洗后的基材上进行Ni-SiC纳米复合镀层的制备。
(3) 镀层性能的测试：采用SEM、XRD、FESEM等手段对所制备的纳米复合镀层进行表征，并且对其耐磨性、硬度、摩擦学特性等性能进行测试和分析。
三、研究意义通过本文的研究，可以对Ni-SiC纳米复合材料的制备以及高频脉冲电沉积技术更深入地了解。
此外，该研究可以为工业领域的硬质材料制备提供一种新的方法，使其在机械、航空、航天等领域的应用范围更加广泛。
电沉积制备zn—ni合金及其耐蚀性的研究
电沉积制备zn—ni合金及其耐蚀
性的研究
电沉积制备Zn-Ni合金及其耐蚀性的研究是对金属材料表面抗腐蚀性能的研究，它依赖于电沉积制备的Zn-Ni 合金的特性。
电沉积是一种常用的表面覆盖工艺，用于在金属表面形成一层保护层，以提高金属表面的耐蚀性能。
Zn-Ni合金是一种有机镀膜材料，具有优良的抗腐蚀性能，可用于改善金属表面的耐蚀性能。
Zn-Ni合金电沉积制备过程主要包括：金属表面清洗前准备、电沉积涂层、涂层烘烤、表面检测和性能测试。
金属表面清洗前准备时，需要将金属表面处理干净，然后用溶液清洗，以去除金属表面的污垢和油污。
电沉积涂层是制备Zn-Ni合金的关键步骤，通常采用阴极溅射或激光电沉积技术，在金属表面形成一层Zn-Ni合金保护层。
涂层烘烤时，采用气体热处理方式，使涂层得到固化，提高涂层的耐蚀性能。
表面检测和性能测试是评估Zn-Ni合金抗腐蚀性能的重要环节，一般采用扫描电子显微镜和腐蚀试验等方法，测试涂层的厚度、表面形貌以及耐蚀性能。
总之，电沉积制备Zn-Ni合金及其耐蚀性的研究主要包括：金属表面清洗前准备、电沉积涂层、涂层烘烤、表
面检测和性能测试等步骤，旨在改善金属表面的耐蚀性能，以达到抗腐蚀的目的。
Sn_Ni合金的电化学沉积法制备与性能
收稿日期!２００７－０９－２５基金项目!河南省杰出青年科学基金（０６１２００２７００）作者简介!李超（１９６８"）#男$河南省人$副教授$博士后$主要研究方向为新型功能材料与应用电化学%Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ：ＬＩＣｈａｏ（１９６８"），ｍａｌｅ，ａｓｓｏｃｉａｔｅｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，ＰｈＤ．Ｓｎ－Ｎｉ合金的电化学沉积法制备与性能李超１，２$毕磊１$许炎妹１$方少明１$张智敏１$陈荣峰２（１．郑州轻工业学院材料与化学工程学院$河南郑州４５０００２&２．河南省科学院$河南郑州４５０００２）摘要!利用直流电沉积法在铜箔上沉积了锂离子电池负极材料Ｓｎ－Ｎｉ合金$并对其结构和电化学性能进行了表征和分析%所得Ｓｎ－Ｎｉ合金材料的粒径在１!２ｍｍ之间$主要成分为Ｎｉ３Ｓｎ２和Ｓｎ%将电沉积有Ｓｎ－Ｎｉ合金的铜箔经过干燥’压片后直接作为锂离子电池负极$其首次可逆比容量达到５１６ｍＡｈ／ｇ$首次库仑转换效率在７５"%而传统涂浆法制备的Ｓｎ－Ｎｉ合金电极$首次可逆比容量为４１６ｍＡｈ／ｇ$首次库仑转换效率仅为２７．５#%与传统涂浆工艺相比$直流电沉积法直接获得的Ｓｎ－Ｎｉ合金负极首次循环的可逆容量’库仑效率都有明显优势$但循环性仍有待于进一步提高%关键词!电沉积&锂离子电池&锡镍合金负极中图分类号!ＴＭ９１２．９文献标识码!Ａ文章编号!１００２－０８７Ｘ（２００８）０３－０１６１－０４ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｎ－ＮｉａｌｌｏｙｂｙｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎＬＩＣｈａｏ１，２，ＢＩＬｅｉ１$ＸＵＹａｎ－ｍｅｉ１，ＦＡＮＧＳｈａｏ－ｍｉｎｇ１，ＺＨＡＮＧＺｈｉ－ｍｉｎ１，ＣＨＥＮＲｏｎｇ－ｆｅｎｇ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＬｉｇｈｔＩｎｄｕｓｔｒｙ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨｅｎａｎ４５０００２，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｎａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＨｅｎａｎ４５０００２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅａｎｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌＳｎ－ＮｉａｌｌｏｙｆｏｒＬｉ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙｗａｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｔｏａｃｏｐｐｅｒｆｏｉｌｂｙｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ．Ｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ．Ｉｔｗａｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅａｓ－ｄｅｐｏｓｉｔｅｄａｌｌｏｙｗａｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆＮｉ３Ｓｎ２ａｎｄＳｎｗｉｔｈｇｒａｉｎｓｉｚｅｉｎｔｈｅｏｒｄｅｒ１￣２ｍｍ．ＴｈｅｃｏｐｐｅｒｆｏｉｌｃｏｌｌｅｃｔｏｒｄｅｐｏｓｉｔｅｄＳｎ－ＮｉａｌｌｏｙｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅａｎｏｄｅｄｉｒｅｃｔｌｙｉｎｔｈｅＬｉ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙａｆｔｅｒａｓｔｅｐｏｆｄｒｙａｎｄｐｒｅｓｓｔｒｅａｔｍｅｎｔ．ＴｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄＳｎ－Ｎｉａｌｌｏｙａｎｏｄｅｓｈｏｗｅｄｉｎｉｔｉａｌｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔｙｗａｓ５１６ｍＡｈ／ｇａｎｄｉｎｉｔｉａｌｃｏｕｌｏｍｂｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗａｓ７５$．Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｓｌｕｒｒｙ－ｃｏａｔｉｎｇａｎｏｄｅｆｒｏｍＳｎ－Ｎｉａｌｌｏｙｏｎｌｙｇａｖｅｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔｙ４１６ｍＡｈ／ｇａｎｄｉｎｉｔｉａｌｃｏｕｌｏｍｂｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ２７．５％．ＩｔｉｓｖｉｓｉｂｌｅｔｈａｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｃｏｕｌｏｍｂｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄＳｎ－Ｎｉａｌｌｏｙａｎｏｄｅａｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｏｓｅｏｆｔｈｅｓｌｕｒｒｙ－ｃｏａｔｉｎｇａｎｏｄｅｆｒｏｍＳｎ－Ｎｉａｌｌｏｙ．ＦｏｒｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄＳｎ－ＮｉａｌｌｏｙａｎｏｄｅｉｎｔｈｅＬｉ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ，ｉｔｉｓｎｅｅｄｆｕｌｔｏｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｃｙｃｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ；Ｓｎ－Ｎｉａｌｌｏｙａｎｏｄｅ作为锂离子电池的负极材料$锡基合金具有比现有碳负极材料高得多的比能量’对环境的敏感性没有碳材料明显’加工性能好’导电性好’具有快速充放电能力等优点$近年来引起了科研人员的关注［１－１２］%目前$锡基合金的研究主要集中在Ｓｎ－Ｓｂ［３］’Ｓｎ－Ｃｕ［４］’Ｓｎ－Ｎｉ［５］合金等$制备方法有机械合金法［５］’氢气还原法［２－７］’电沉积法［１０］等$但偏重于材料结构与性能方面的研究%实际上$锡基合金电极制备工艺对性能的影响也不可忽视%传统的锡基合金电极制备是采用碳负极的涂浆工艺$是将合金粉体’粘结剂’导电剂和有机溶剂通过和浆’涂布等工艺涂敷在铜集流体上制备成电极%本工作采用直流电沉积法在铜箔上沉积了Ｓｎ－Ｎｉ合金$经过干燥’压片后直接作为锂离子电池负极$其首次循环可逆容量和库仑效率比传统涂浆工艺制备的合金负极有很大提高%１实验１．１材料的制备采用纯度为９９．９９％$规格为（２５%２５&０．０２５）ｍｍ的铜箔作为电沉积阴极基片$锡片（纯度为９９．９９％）为牺牲阳极$电沉积过程在以氯化亚锡为主盐的体系中进行$采用氟化物镀液配方%主盐体系包括氯化亚锡’氯化镍和盐酸$络合剂为ＮＨ４ＨＦ２%工艺参数主盐和络合剂浓度’溶液ｐＨ’电流密度’镀液温度’沉积时间都通过优化确定%优化工艺参数见表１%１．２材料的表征材料的分析在Ｘ＇ＰｅｒＰｒｏＭＰＤ型Ｘ射线衍射仪和Ｑｕａｎ－ｔａ－２００扫描电镜上进行%１．３电极的制备及电化学性能测试采用直流电沉积法在铜箔上沉积Ｓｎ－Ｎｉ合金$经过干燥’研究与设计压片!裁片!称重后直接作为锂离子电池负极"以锂片为对电极"含１ｍｏｌ／ＬＬｉＰＦ６的（ＰＣ＋ＤＥＣ）（体积比为１︰１"ＰＣ为碳酸丙烯酯"ＤＥＣ为碳酸二乙酯）为电解液"美国产Ｃｅｌｇａｒｄ２４００为隔膜"在充满氩气的手套箱中组装成模拟电池"室温下采用Ｌａｎｄ电池测试系统和ＣＨＩ６６０Ａ／Ｂ型电化学工作站进行电化学性能测试#对于涂浆工艺"将阴极沉积３０ｍｉｎ的物质从铜箔上轻轻刮下"经干燥研磨后按照活性物质︰导电剂︰粘结剂＝８０︰１２︰８的比例均匀混合后涂覆在集流体上"其余步骤同上$２结果与分析２．１Ｓｎ－Ｎｉ合金的ＸＲＤ分析在电沉积Ｓｎ－Ｎｉ合金的过程中"电流密度的大小是影响电沉积的重要因素$首先"电流密度的大小直接影响电沉积速度$当电流密度小于１ｍＡ／ｃｍ２时"电沉积的速度十分缓慢$随着电流密度的增大"电沉积的速度不断加快$当电流密度增加到１５０!２００ｍＡ／ｃｍ２时"垂直于电极表面的方向上晶体生长得过快"在电极上形成树枝状结晶$当电流密度大于２００ｍＡ／ｃｍ２时"会出现镀层烧焦的现象"即形成松散沉积物"而且产品杂质比较多$其次"电流密度的大小直接影响沉积层的组成$不同电流密度下所合成物质的成分会有差异"但主要成分为Ｎｉ３Ｓｎ２和Ｓｎ$在电流密度由大到小变化的过程中"杂质小峰（主要为Ｎｉ３Ｓｎ４和Ｎｉ相）逐渐减小$因此"选择比较合适的电流密度范围是很重要的$实验中优化的电流密度值是３０ｍＡ／ｃｍ２$图１是电沉积合金的ＸＲＤ图$通过与标准图谱对照"在电流密度为３０ｍＡｈ／ｇ时所沉积合金的成分主要为Ｎｉ３Ｓｎ２相和Ｓｎ相"杂质峰较少$ＥＤＳ能谱分析得知"沉积层中Ｎｉ%Ｓｎ实际含量分别为４８．５９"和５１．４１#"可知合金电极应为Ｎｉ３Ｓｎ２和Ｓｎ的复合材料$经分析Ｎｉ３Ｓｎ２属于六方晶系"对应ＰＤＦ卡号为０６－０４１４"晶胞参数是ａ＝４．０７，ｃ＝５．１５$２．２Ｓｎ－Ｎｉ合金的ＳＥＭ分析图２是锡镍合金的ＳＥＭ照片$由图２可以看出"合金材料的粒径在１$２ｍｍ之间"粒子是微米级的$粒径大小适于用作锂电池负极材料$但是也有少量的颗粒发生了团聚的现象"可能是由于固体颗粒细微化之后"表面原子所占比例随粒径减小而迅速增加"表面自由能增大"表面活性增强的结果$２．３充放电与循环性能测试图３是电沉积工艺所制备电极在电压范围为０%１．５Ｖ之间的恒流充放电曲线图"充放电倍率为０．２Ｃ$定义Ｌｉ在合金中的嵌入过程为充电过程"而Ｌｉ在合金中的脱出为放电过程$对于电沉积工艺电极来说"首次充放电比容量分别为６８８ｍＡｈ／ｇ和５１６ｍＡｈ／ｇ"首次库仑转换效率达到７５&$在首次充电过程中"电位从初始值迅速降到０．３Ｖ"保持了一个长而稳定的电位平台之后电位缓慢下降"代表锂锡合金的生成$合金的嵌锂平台比碳材料略高"这对改善锂离子电池安全性有益［７］$在随后的充电曲线中出现４个电压平台"结合文献［１１］"在０．７Ｖ!０．５’０．６Ｖ!０．５５Ｖ处分别对应Ｓｎ!Ｌｉ２Ｓｎ５!ＬｉＳｎ的形成"０．５(１Ｖ处对应Ｌｉ７Ｓｎ３!Ｌｉ５Ｓｎ２!Ｌｉ７Ｓｎ２!Ｌｉ２２Ｓｎ５的形成$合金的放电过程曲线也出现多个去合金化电位平台"从第５次循环开始放电曲线基本稳定"后面的循环中放电曲线平台部分几乎重合$作为比较"图４给出了涂浆工艺电极在电压范围为０)１．５Ｖ之间的恒流充放电曲线图$对于涂浆工艺电极来说"首次充电比容量较高达到１３６５ｍＡｈ／ｇ"但容量损失非常大"放电比容量仅为４１６ｍＡｈ／ｇ"首次库仑转换效率仅为２７．５*$从两种工艺充放电曲线中看出"电沉积工艺与传统涂浆工艺电极相比较"首次循环的放电比容量和库仑效率都要大得多（分图２锡镍合金的ＳＥＭ图Ｆｉｇ．２ＳＥＭｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｏｆＳｎ－Ｎｉａｌｌｏｙ３０ｍＡ／ｃｍ２图１电沉积Ｓｎ－Ｎｉ合金的ＸＲＤ图Ｆｉｇ．１ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｏｆＳｎ－Ｎｉａｌｌｏｙｂｙｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ图３电沉积工艺电极充放电曲线Ｆｉｇ．３Ｃｈａｒｇｅ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅ别为５１６ｍＡｈ／ｇ!７５％"涂浆工艺锡电极分别为４１６ｍＡｈ／ｇ!２７．５!）#蒲薇华等［１２］采用电沉积工艺制备了锡电极!也出现了类似的结果!电沉积工艺制备的锡电极与传统涂浆工艺制备的锡电极相比!首次循环的放电比容量和库仑效率都要大得多$分别为７４７ｍＡｈ／ｇ!７６．６％"涂浆工艺锡电极分别为４４２ｍＡｈ／ｇ!２４"%!他们认为这些结果表明了电沉积工艺制备的锡电极能够提高活性材料之间及活性材料与集流体之间的电导率&一般来说!制备极片的工艺相对于材料本身来讲!对放电曲线容量的影响较小&两种工艺的电极活性材料是相同的!充放电曲线却产生了明显的差异!结合蒲薇华等的研究结果［１２］!我们认为原因有三个方面’一是直接干燥压片使电沉积工艺制得的合金电极中活性材料之间以及活性材料与集流体之间的结合力增强和电导率增加"二是电沉积工艺电极不需另外加入导电剂和粘结剂!避免了由导电剂和粘结剂的加入引起的电导率改变"三是与涂浆工艺电极制备经过一系列的研磨(混合等步骤不同!电沉积工艺电极不经过这些步骤!对合金负极材料的表面性能影响很小!与电解液的接触面积小!首次循环中由ＳＥＩ膜所引起的容量损失要小得多&当电极制备工艺过程的某些环节能够对材料的本体或表面性能产生影响时!必然会对材料的充放电性能的发挥产生影响&图５为电沉积工艺电极在第１和第５次的循环伏安扫描曲线（扫描范围为０#２．０Ｖ!扫速为０．１ｍＶ／ｓ）&在从高电位向低电位扫描的过程中!电位较高时没有明显的电流峰!从２．０Ｖ开始到发生Ｌｉ的合金化反应之前总有一定的电流值!可能对应着电解液的氧化分解和钝化膜的形成&首次循环在０．７Ｖ(０．５５Ｖ处有一小峰!该循环伏安曲线与碳材料相比!充电时在０．８Ｖ附近没有明显的电流峰!说明钝化膜的形成并不明显&低于０．３Ｖ后电流增大!这时嵌锂反应发生［２］&后面的循环中各电流峰都有增大的趋势!０$０．５５Ｖ之间的电流峰叠加在一起形成一个宽大的电流峰&说明在前５次循环中材料的合金化反应是增强的!嵌锂过程中锂的通道是逐渐被打开的&首次充电曲线出现了电位滞后现象!可能是因为首次嵌锂过程中锂的通道没有被完全打开所造成的&在向高电位回扫的过程中!在０．５５Ｖ和０．７Ｖ附近出现两个较为明显的电流峰!在０．７５Ｖ和０．８Ｖ又出现两个弱峰!之后没有明显的电流变化&在０．７５Ｖ和０．８Ｖ附近的两个弱峰对应的是Ｓｎ的反应特征!这也很好地与ＸＲＤ图谱相对应!说明合金中主要成分为Ｎｉ３Ｓｎ２和Ｓｎ&在后面的循环过程中!０．７５Ｖ和０．８Ｖ两个峰有增大的趋势!说明电极中存在的Ｓｎ在多次充放电过程中发生了团聚&图６是两种工艺电极的循环性能曲线&电沉积工艺电极的放电曲线!在前１０次循环中随着循环次数增加放电容量先增大后减小!一个原因是纯粹的合金在该工艺过程中被压实!在前几次充放电过程中是逐渐被活化的!脱嵌锂的阻力先变小!而后随着循环的进行阻力又增大"另一个原因可能是前几周的循环!ＳＥＩ膜由于被压实的合金中存在的部分锡在脱嵌锂时因体积的膨胀收缩发生破裂－修复现象［９］&电沉积工艺电极第１０次和第２０次的容量保持率分别为８２．８%和６２．８&!第２０次和第１０次的容量保持率之比为７５．８’&涂浆工艺电极在前１０次循环中并没出现放电容量先增大后减小的现象!可能与在该工艺过程中加入导电剂(粘结剂及工艺过程不同有关&涂浆工艺电极第１０次和第２０次的容量保持率分别为７１．８(和５４．２)!第２０次和第１０次的容量保持率之比为７５．５*&可见!第１０次循环以后这两种工艺的循环性能曲线相差不大&这表明制备电极工艺不会改变材料本身的循环性能!要改善材料的循环性能需要从改变材料本体性能入手&因而!Ｓｎ－Ｎｉ合金电极循环性能仍有待于进一步改善&３结论$１%采用设备简单(易于操作的电沉积法制备了锂离子电池负极材料Ｓｎ－Ｎｉ合金!ＸＲＤ(ＳＥＭ分析表明!合金材料的主要成分为Ｎｉ３Ｓｎ２和Ｓｎ!粒径在１+２ｍｍ之间&$２%在电沉积Ｓｎ－Ｎｉ合金的过程中!电流密度的大小是影响电沉积的重要因素&图４涂浆工艺电极充放电曲线Ｆｉｇ．４Ｃｈａｒｇｅ－ｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｕｒｖｅｓｏｆｔｈｅｓｌｕｒｒｙ－ｃｏａｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｄｅ图５电沉积工艺电极不同循环次数的循环伏安图Ｆｉｇ．５Ｃｙｃｌｉｃｖｏｌｔａｍｍｏｇｒａｍｃｕｒｖｅｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｙｃｌｅｓ图６涂浆工艺电极与电沉积工艺电极的循环性能曲线Ｆｉｇ．６Ｃｙｃｌｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｌｕｒｒｙ－ｃｏａｔｉｎｇａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｅｄｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ研究与设计!３"将电沉积有Ｓｎ－Ｎｉ合金的铜箔经过干燥#压片后直接作为锂离子电池负极$其首次可逆比容量达到５１６ｍＡｈ／ｇ$首次库仑转换效率为７５!$与传统涂浆工艺制备的电极相比都有很大提高%!４"电沉积工艺制备的合金负极虽然表现出比传统涂浆工艺较强的优越性$但其循环性能仍有待于进一步提高%参考文献：［１］ＷＡＮＧＬｉａｎ－ｂａｎｇ$ＫＩＴＡＭＵＲＡＢＳ$ＯＢＡＴＡＢＫ$ｅｔａｌ．Ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒｅｄＳｎ－Ｚｎ－Ｃｕａｌｌｏｙｔｈｉｎ－ｆｉｌｍａｓｎｅｇａｔｉｖｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓｆｏｒａｄｖａｎｃｅｄｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ$２００５$１４１&２８６－２９２．［２］ＤＯＮＧＱＦ，ＷＵＣＺ，ＪＩＮＭＧ，ｅｔａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｎｉｃｋｌｅ－ｔｉｎａｌｌｏｙｓｕｓｅｄａｓａｎｏｄｅｓｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｙ［Ｊ］．ＳｏｌｉｄｅＳｔａｔｅＩｏｎｉｃｓ，２００４（１６７）：４９－５４．［３］程新群$史鹏飞．锂离子电池蓄电池用锡基电极的研究［Ｊ］．电源技术$２００３，２７：１７２．［４］ＰＵＷｅｉ－ｈｕａ$ＨＥＸｉａｎｇ－ｍｉｎｇ$ＲＥＮＪｉａｎ－ｇｕｏ$ｅｔａｌ．ＥｌｅｃｔｒｏｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＳｎ－Ｃｕａｌｌｏｙａｎｏｄｅｓｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａｌＡｃｔａ$２００５$５０：４１４０－４１４５．［５］ＬＥＥＨＹ，ＪＡＮＧＳＷ，ＬＥＥＳＭ．ＬｉｔｈｉｕｍｓｔｏｒａｇｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＮｉ３Ｓｎ４ａｌｌｏｙｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｌｌｏｙｉｎｇ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２００２（１１２）：８－１２．［６］任建国$王科$何向明$等．锂离子电池合金负极材料的研究进展［Ｊ］．化学进展$２００５$１７!４"&５９７－６０１．［７］董全峰$詹亚丁$金明钢$等．锡镍合金的制备及电化学性能［Ｊ］．电池$２００５$３５!１"&３－５．［８］程新群$史鹏飞$郑书发．锂离子电池中电沉积锡镍合金电极的嵌锂性能［Ｊ］．哈尔滨工业大学学报$２００５$３７!２"&２６４－２６７．［９］伊立辉$高俊奎$金惠芬．锂离子蓄电池电镀锡阳极的电化学阻抗谱［Ｊ］．电源技术$２００６$３０!１"&２１－２３．［１０］ＣＲＯＳＮＩＥＲＯ，ＢＲＯＵＳＳＥＴ，ＤＥＶＡＵＸＸ，ｅｔａｌ．Ｎｅｗａｎｏｄｅｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｃｅｌｌｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２００１（９４）：１６９－１７４．［１１］舒杰$史鹏飞$呈新群．锂离子蓄电池用二元锡基合金负极的研究进展［Ｊ］．电源技术$２００４$２８!１１"&７１６．［１２］蒲薇华$任建国$万春荣$等．电沉积制备的锂离子电池Ｓｎ－Ｃｕ合金负极及性能研究［Ｊ］．无机材料学报$２００４$１９!１"&８６－９２．石锂锰氧$颗粒大小均匀$无团聚现象%ＥＤＳ图谱表明正极材料中碳含量为４．５３"%!２"碳包覆的ＬｉＭｎ２Ｏ４正极材料在不同的充放电倍率下都表现出了良好的循环性能$这主要归结于碳膜能有效保护ＬｉＭｎ２Ｏ４颗粒表面不受电解液的侵蚀$减少了Ｍｎ的溶解以及在大电流充放电时电极表面的极化%交流阻抗表明$包覆碳后正极材料表面的电化学反应阻抗明显减小%参考文献&［１］ＫＯＳＯＶＡＮＶ，ＵＶＡＲＯＶＮＦ，ＤＥＶＹＡＫＩＮＡＥＴ，ｅｔａｌ．Ｍｅｃｈａｎｏ－ｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＬｉＭｎ２Ｏ４ｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＩｏｎｉｃｓ，２０００，１３５：１０７－１１４．［２］ＴＨＡＣＫＥＲＡＹＭＭ．Ｍａｎｇａｎｅｓｅｏｘｉｄｅｓｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏ－ｇｒｅｓｓｉｎＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，１９９７，２５（２）：１－７１．［３］ＢＡＮＯＶＢ，ＴＯＤＯＲＯＶＹ，ＴＲＩＦＯＮＯＶＡＡ，ｅｔａｌ．ＬｉＭｎ２#ｘＣｏｘＯ４ｃａｔｈｏｄｅｗｉｔｈｅｎｈａｎｃｅｄｃｙｃｌｅａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，１９９７，６８（２）：５７８－５８１．［４］ＬＩＵＺＬ，ＷＡＮＧＨＢ，ＦＡＮＧＬ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａ－ｔｕｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＬｉＭｎ２Ｏ４ｓｐｉｎｅｌｂｙｍｉｃｒｏ－ｅｍｕｌｓｉｏｎｃｏａｔｉｎｇｏｆＬｉＣｏＯ２［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２００２，１０４（１）：１０１－１０７．［５］ＬｉＣ，ＺＨＡＮＧＨＰ，ＦＵＬＪ，ｅｔａｌ．Ｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓｍｏｄｉｆｉｅｄｂｙｓｕｒ－ｆａｃｅｃｏａｔｉｎｇｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａＡｃｔａ，２００６，５１（１９）：３８７２－３８８３．［６］ＳＵＮＹＫ，ＨＯＮＧＫＪ，ＰＲＡＫＡＳＨＪ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＺｎＯｃｏａｔｉｎｇｏｎｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｙｃｌｉｎｇｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｓｐｉｎｅｌＬｉＭｎ２Ｏ４ｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉ－ａｌｓａｔｅｌｅｖａｔｅｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍＳｏｃ，２００３，１５０：Ａ９７０－Ａ９７８．［７］ＫＡＮＮＡＮＡＭ，ＭＡＮＴＨＩＲＡＭＡ．ＳｕｒｆａｃｅｃｈｅｍｉｃａｌｌｙｍｏｄｉｆｉｅｄＬｉＭｎ２Ｏ４ｃａｔｈｏｄｅｓｆｏｒｌｉｔｈｉｕｍ－ｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍＳｏｌｉｄ－ＳｔａｔｅＬｅｔｔ，２００２，５（７）：Ａ１６７－Ａ１６９．［８］ＣＨＥＮＺ，ＤＡＨＮＪＲ．ＥｆｆｅｃｔｏｆａＺｒＯ２ｃｏａｔｉｎｇｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆＬｉｘＣｏＯ２ｗｈｅｎｃｙｃｌｅｄｔｏ４．５Ｖ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍＳｏｌｉｄ－ＳｔａｔｅＬｅｔｔ，２００２，５（１０）：Ａ２１３－Ａ２１６．［９］ＣＨＥＮＺ，ＤＡＨＮＪＲ．ＭｅｔｈｏｄｓｔｏｏｂｔａｉｎｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃａｐａｃｉｔｙｒｅｔｅｎｔｉｏｎｉｎＬｉＣｏＯ２ｃｙｃｌｅｄｔｏ４．５Ｖ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍＡｃｔａ，２００４，４９（７）：１０７９－１０９０．［１０］ＷＡＮＧＧＸ，ＹＡＮＧＬ，ＢＥＷＬＡＹＳＬ，ｅｔａｌ．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃａｒｂｏｎｃｏａｔｅｄＬｉＦｅＰＯ４ｃａｔｈｏｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，２００５，１４６：５２１－５２４．［１１］ＬＩＮＣ，ＲＩＴＴＥＲＪＡ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐＨｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃａｒ－ｂｏｎｘｅｒｏｇｅｌｓ［Ｊ］．Ｃａｒｂｏｎ，１９９７，３５（９）：１２７１－１２７８．［１２］ＡＵＲＢＡＣＨＤ，ＧＡＭＯＬＳＫＹＫ，ＭＡＲＫＯＶＳＫＹＢ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｓｕｒｆａｃｅｐｈｅｎｏｍｅｎａｒｅｌａｔｅｄｔｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｌｉｔｈｉｕｍｉｎ－ｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎｉｎｔｏＬｉｘＭＯｙｈｏｓｔｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｍ＝Ｎｉ，Ｍｎ）［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏ－ｃｈｅｍＳｏｃ，２０００，１４７：１３２２．（上接第１５３页）。
实验10镍电沉积及镀层的结构与性能测试
2005-11
Comprehensive Chemical Experiments
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• 3. 在2的溶液中依次加入糖精、苯亚磺酸钠、 镍光亮剂XNF和十二烷基硫酸钠，使其浓 度分别为1.0 g/L、0.1g/L、3 mL/L和0.1 g/L分别进行同2的实验和记录。
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• 4. 在含所有添加剂的光亮镍镀液中，比较 镀液搅拌与不搅拌、常温和实验温度下镍 的沉积层质量，并进行记录。
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五、注意事项
• 电沉积实验前必须仔细检查电路是否接触良好或 短路； • 阴极片要认真水洗; • 除油和酸洗要彻底； • 加入添加剂时要按计算量加入，不能多加； • 新配镀液要预电解； • 电镀时要带电入槽； • 电镀过程中镀液挥发应及时用去离子水补充并调 整pH值。
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• 极化：金属的阴极反应过程中，在某一极 化电流下，电极电位偏离平衡电位的现象。 • 极化度：电位ψ和电流i的Δψ/Δi比值 • 过电位: 在某一极化电流下，相应的电极电 位偏离平衡电位的值。 • 通过极化曲线中极化、极化度和过电位的 变化来分析镀液组分和添加剂的作用。 • 通过 Tafel曲线的制作，求得电极过程动力 学参数。
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镀层的厚度L和沉积速度υ的计算：
• Sc为阴极面积，ρNi为金属Ni的密度（= 8.9 g/cm3），t为电镀时间
υ＝L/t
远 阴 极 — 阳 极 + 近 阴 极 —
脉冲电沉积Ni-SiC复合镀层及其性能的研究
脉冲电沉积Ni-SiC复合镀层及其性能的研究摘要：本文将脉冲电流应用于复合电沉积过程中，与纳米粉材料有机结合，制备了含有SiC微粒的镍基复合镀层，研究了镀液SiC含量、脉冲峰值电流密度、脉冲占空比等因素对不锈钢(45#)表面Ni-SiC复合镀层的影响规律。
利用扫描电子显微镜(SEM)分析了复合镀层的表面形貌，同时对镀层的显微硬度、表面粗糙度及耐磨性进行了分析研究。
结果表明：(1)脉冲电流使所得镀层晶粒细化；(2)与纯镍镀层相比，由于SiC固体微粒的加入，复合镀层的晶体结构发生了明显的变化；(3)峰值电流密度增大，复合镀层的硬度上升，表面粗糙度下降；(4)在平均电流密度不变的情况下，占空比的大小直接反映了峰值电流密度的大小，占空比增大，复合镀层的硬度下降，磨损率上升。
关键词：脉冲、复合电沉积、Ni-SiC、复合镀层A study of Pulse Electrodeposited Ni-SiC Composite Coating and it’sPropertiesStudent: Chen LiTutor: Y ang Wu(College of Chemistry and Chemical Engineering, Northwest Normal University,Lanzhou 730070,Gansu,China)Abstract: A composite coating of Ni matrix containing nano-SiC powder is prepared by pulse current electrodeposition. The influence of technological condition, such as SiC content in bath, peak current density, pulse current on-off ratio, on the property of Ni-SiC composite coating on the 45# steel substrates were investigated in detail. The morphology of the composite coating were analyzed by using SEM. The microhardness, surface roughness and wear behavior of Ni-SiC composite coating were investigated. The result show:(1)The pulse current make the crystal size of Ni matrix smaller;(2)Compare with pure Ni coating, the crystallization of the Ni matrix change due to the SiC particles incorporation;(3)The microhardness of composite coating increase and the surface roughness decrease with the increase of pulse peak current density;(4)Under the condition of same average current density, the microhardness of composite coating decrease, and the rate of wear increase with the increase of on-off ratioKey words: Pulse, Composite electrodeposition, Ni-SiC, Composite coating第一章综述1.复合电镀随着工业和高新技术的飞速发展，单一材料已难以满足特殊需要，因此各种有特定功能的复合镀层及复合电镀技术的研究日益增强，它在材料的表面保护、表面处理、表面改性及表面强化等方面越来越显示出不可取代的重要地位。
镍电沉积实验
镍电沉积实验（一）电沉积工艺条件—Hull 槽试验1．熟悉Hull槽试验的基本原理、实验操作和结果分析。
2．试验并了解添加剂糖精、苯亚磺酸钠、镍光亮剂XNF和十二烷基硫酸钠对电沉积光亮镍的影响。
电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积一层具有所需形态和性能的金属沉积层的过程。
传统上电沉积金属的目的，一般是改变基底表面的特性，改善基底材料的外观、耐腐蚀性和耐磨损性。
现在,电沉积这一古老而又年轻的技术正日益发挥着其重要作用,已广泛应用于制备半导体、磁膜材料、催化材料、纳米材料等功能性材料和微机电加工领域中。
电沉积过程中，由外部电源提供的电流通过镀液中两个电极（阴极和阳极）形成闭合的回路。
当电解液中有电流通过时，在阴极上发生金属离子的还原反应，同时在阳极上发生金属的氧化（可溶性阳极）或溶液中某些化学物种(如水)的氧化（不溶性阳极）。
其反应可一般地表示为：阴极反应：M n++n e=M（1）副反应：2H++2e=H2(酸性镀液)（2）2H2O+2e=H2+2OH-(碱性镀液)（3）当镀液中有添加剂时，添加剂也可能在阴极上反应。
阳极反应：M–n e=M n+（可溶性阳极）（4）或2 H2O –4 e = O2+ 4 H+ (不溶性阳极，酸性) （5）镀液组成（金属离子、导电盐、配合剂及添加剂的种类和浓度）和电沉积的电流密度、镀液pH值和温度甚至镀液的搅拌形式等因素对沉积层的结构和性能都有很大的影响。
确定镀液组成和沉积条件，使我们能够电镀出具有所要求的物理-化学性质的沉积层，是电沉积研究的主要目的之一。
镍电沉积层在防护装饰性和功能性方面都有广泛的应用。
大量的金属或合金镀层如Cr、Au及其合金、Sn及其合金、枪黑色Sn-Ni合金、CdSe合金等都是在光亮的镍镀层上电沉积进行的。
在低碳钢、锌铸件上沉积镍，可保护基体材料不受腐蚀，并可通过抛光或直接电沉积光亮镍达到装饰的目的。
在被磨损的、腐蚀的或加工过度的零件上进行局部电镀镍，可对零件进行修复。
电沉积镍镀层的制备及性能测试
电沉积镍镀层的制备及性能测试电沉积镍镀层的制备及性能测试1.1 电沉积镍镀层的制备⼀、实验⽬的1、掌握电沉积制备⾦属合⾦的⼯艺；2、熟悉电沉积溶液配制⽅法；3、熟悉检测涂层结合⼒的⽅法。
⼆、实验原理电沉积是⾦属或合⾦从其化合物⽔溶液、⾮⽔溶液或熔盐中电化学沉积的过程，制备的⾦属涂层具有厚度均匀，结合⼒强等优点，⼯艺设备简单，需要电源、输电系统及辅助电极。
利⽤电沉积的⽅法制备镍⾦属镀层，制备过程包括试样前处理、溶液配制、沉积涂层等步骤。
三、实验设备及⽤品1、多⼝恒温⽔浴锅，电镀电源2、镍盐，还原剂，络合剂，光亮剂3、氨⽔、氢氧化钠、磷酸钠、磷酸、碳酸钠4、45钢试样5、⽔砂纸、⾦相砂纸、玻璃板、PH值试纸6、烧杯、镊⼦、吹风机，刮⼑四、实验内容及⽅法1、溶液配制将已经配制好的镍盐，还原剂，络合剂，光亮剂按⼀定顺序配制，⽅法如下：将量好的还原剂放⼊盛镍盐的烧杯内，然后依次加⼊络合剂，光亮剂，测试溶液的PH值，然后⽤氨⽔调节溶液PH值⾄4.5~5，然后⽤蒸馏⽔加⾄所需的溶液体积。
2、样品制备2.1将碳钢⽚切割成50mm×25mm×2mm 尺⼨，然后抛光: 800# 砂纸进⾏打磨,⽤抛光机对其抛光, 以去除表⾯缺陷。
2.2超声波清洗：室温下⽤丙酮清洗10min。
2.3 碱洗：50g/L NaOH, 40g/L Na2CO3, 10g/L Na3PO4·12H2O, 温度55～65℃, 时间10min。
2.4 ⽔洗：⽤去离⼦⽔快速地清洗, 防⽌在空⽓中停留时间过长形成氧化膜⽽影响施镀。
2.5 酸洗：酸洗是为了除去⾦属表⾯的氧化物、嵌⼊试样表⾯的污垢以及附着的冷加⼯屑等。
600ml /L H3PO4 ( 85%), 2ml /L HNO3, 室温下清洗10min。
2.6⽔洗: 同2.4。
2.7活化：活化是为了进⼀步除去表⾯的氧化物和酸洗后沉积在表⾯的残留物, 380mL/L HF( 40%), 室温, 10～15min。
锌镍合金电镀配制[指南]
![锌镍合金电镀配制[指南]](https://img.taocdn.com/s3/m/e619cd84dbef5ef7ba0d4a7302768e9950e76e50.png)
锌镍合金电镀一..性能特点：1、镀层镍含量可稳定地控制。
2、沉积速度快。
3、低电流密度光亮区范围宽，可用于形状较复杂的零部件的挂镀，也可用于滚镀。
4、镀液具有良好的整平性能，镀层呈银白色高光亮。
6、耐蚀性较电镀锌高5倍以上。
二.工艺参数：三.配制方法1、先往电镀槽加入1/2体积的水，加热至50–60℃，而后加入氯化铵，边加入边搅拌以加速溶解。
待氯化铵全部溶解后再依次加入氯化镍、氯化锌、三乙醇胺、开缸剂（添加剂A）及辅助光亮剂（添加剂B）。
2、待所有组分全部溶解后，用过滤机过滤镀液，去除颗粒杂质。
3、补充水至规定体积。
测定pH值并用氨水调整至5.35–5.40。
4、新配制的镀液在投入生产之前须经预电解去除化工原料中所含的铜、铅、锑等重金属杂质元素。
预电解在0.3–0.4 A/dm2阴极电流密度下进行，预电解时间一般为几小时至几十个小时，直至镀层达到银白色为止。
四.槽液维护：1、pH值的控制该镀液的适宜pH值在5.35–5.65范围内。
PH≤5.2，镀层呈麻点状；PH≤5.3，镀层光亮性差。
随着电镀的进行，镀液的pH值缓慢的上升，用盐酸调整之。
2、Zn/Ni比的控制镀液的锌含量与镍含量之比（Zn/Ni比）不仅是决定镀层镍含量的主要参数，也对镀层外观有显著的影响，必须严格加以控制。
该镀液的适宜Zn/Ni比最好控制在0.7–0.9范围内。
Zn/Ni比过高（≥1.0），当槽液温度较低（≤35℃）与阴极电流密度较小（≤1.5 A/dm2）的情况下，镀层呈灰色。
反之，Zn/Ni比过低（≤0.5），镀层的镍含量有可能超过15%，对提高镀层的耐蚀性不再有益，而脆性增加。
镀液Zn/Ni比可通过化学分析或其它简单方法予以测定。
根据测定结果及变化趋势及时调整锌阳极与镍阳极的面积比。
3、温度控制本工艺的操作温度较宽（30–40℃），除滚镀及镀件形状过于复杂的场合外，电镀操作温度一般选择35–38℃。
4、阴极电流密度的控制阴极电流密度的选择取决于镀件形状。
脉冲电沉积Ni-P／BN(h)复合镀层的组织结构与性能
以往研 究 表 明 ， 热 处理 提 高 Ｎ ｉ ． Ｐ复 合镀 层 的硬 度及
其 与基 体 的结 合 强度进 而 提高其 摩擦 磨损 性 能 。
越
馕妒
Ｂ Ｎ （ ｈ ） 属于六 方 晶系， 是 一 种 类 石 墨 的 层 状 结
构， 具有 自润 滑 作用 、 良好 的 高 温 热稳 定 性 和化对 Ｎ ｉ ． Ｐ ／ Ｂ ｎ （ ｈ ） 复 合 电沉积 层 的制备 及 其性 能 的研 究报 道 。在 Ｑ ２ ３ ５钢 表 面脉 冲 电沉积 了Ｎ ｉ — Ｐ ／ Ｂ Ｎ（ ｈ ） 复合 镀 层 ， 并于４ ０ ０℃ 热处 理 ８ ０ ａ ｒ ｉ ｎ ， 对 热 处理镀 层 的 组织 结构 、 显微 硬 度 、 耐蚀 性 能和摩 擦 学
柠檬酸 ， １ ０ Ｌ柠 檬 酸 三 钠 ， ０ ． ２ Ｌ糖 精 ， ２ ０ ｇ ／ Ｌ
Ｂ Ｎ（ ｈ ） ， 平均 粒径 ３ ｍ； ｐ Ｈ值 为 ４ ． ０ ， 镀 液 温度 为 ４ ５ ℃； Ｋ Ｙ Ｄ一 １ １ １ 正 负脉 冲 电 源 ； 电流 密 度 ５ Ａ ／ ｄ ｎ ｉ ， 占空 比３ ０ ％， 脉 冲频 率 １ ０ ０ Ｈ ｚ ； 用 Ｊ Ｊ ． １电动 搅 拌 器搅 拌 ， 速 度为 ２ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ ； 施镀时间 ３ ｈ 。复 合镀 层厚 度 约 为
善 Ｎ ｉ ． Ｐ镀层 的性 能 ： 如加 入 Ｓ ｉ Ｃ， Ａ １ Ｏ ， 和Ｃ ｒ ： Ｏ 硬 质 颗粒 可提 高 Ｎ ｉ — Ｐ镀 层 的硬 度 和 耐 磨 性 ¨ ； Ｍｏ Ｓ 和
积技 术 在 Ｑ ２ ３ ５钢表 面制备 Ｎ ｉ — Ｐ ／Ｂ Ｎ（ ｈ ） 复合镀 层并
淬 硬钢 球 间的摩 擦 系数为 ０ ． ２ ２ ， 磨损率 比 Ｎ ｉ － Ｐ合 金 镀层 小 ２个数 量 级 。 。 ； Ｎ ｉ ． Ｐ ． Ｓ ｉ Ｃ和 Ｎ ｉ － Ｐ— Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ化 学
膜电解法电沉积镍的工艺及参数研究
膜电解法电沉积镍的工艺及参数研究膜电解法电沉积镍的工艺及参数研究摘要：镍广泛应用于电子、冶金、化工等行业，为了获得高质量的电沉积镍，提高镍镀层的性能和生产效率，本文研究了膜电解法电沉积镍的工艺及参数，并对其影响因素进行分析和探讨。
研究结果表明，在适当的工艺和参数下，膜电解法能够实现高效、高质量的电沉积镍，具有广阔的应用前景。
关键词：膜电解法，电沉积镍，工艺，参数1. 引言镍是一种重要的工业金属，具有优异的化学稳定性、良好的导电性和高度可塑性。
电沉积镍是一种常见的镍镀工艺，广泛应用于电子、冶金、化工等行业。
传统的电沉积方法存在镍离子浓度不稳定、沉积速率低、镀层质量不稳定等问题。
膜电解法通过控制膜的通透性和镍离子的扩散速率，能够实现高效、高质量的电沉积镍。
因此，膜电解法在电沉积镍领域受到了广泛关注。
本文旨在研究膜电解法电沉积镍的工艺及参数，探讨其影响因素，提高电沉积镍的质量和生产效率。
2. 实验方法2.1 膜材料选择膜材料的选择对电沉积镍的质量和效率有着重要的影响。
常用的膜材料有多孔聚合物膜、陶瓷膜等。
根据实验要求，选择合适的膜材料进行实验。
2.2 电解液组成电解液的组成是影响电沉积镍的重要因素，合理的电解液配方可以提高镀层的质量。
一般电解液中包含镍盐、酸性物质、表面活性剂等。
通过调整电解液配方，可以控制镀层的薄度、硬度和均匀性。
2.3 工艺参数2.3.1 电流密度电流密度是电沉积镍的关键参数之一，它直接影响镀层的均匀性和厚度。
通常情况下，较高的电流密度可以获得较厚的镀层，但容易产生电解液中的杂质和气泡。
因此，需要根据实际需求选择适当的电流密度。
2.3.2 温度温度是影响电沉积镍的重要参数，它不仅影响镀层的质量，还影响沉积速率和结晶度。
一般情况下，较高的温度可以加快沉积速率，但过高的温度可能导致氢深入镀层内部，降低镀层的质量。
2.3.3pH值pH值对电沉积镍的影响很大，过低或过高的pH值都会影响镀层的质量。
电泳-电沉积法制备Ni—Fe2O3复合镀层及其氧化性能研究
（ 中南大学 粉末冶金 国家重点实验 室 ，湖南 长沙 ４ ０ ８ １０ ３）
摘 要 ：先采用电泳沉积工艺在 Ｎ 基体上均 匀沉积 Ｆ ． 膜 ，然后采 用电镀技术在 Ｆ 。 中沉积金属 Ｎｉ ｉ ｅＯ。 ｅ０ 膜 ，
得到含 Ｆ ， ｅＯ 质量分数较 高的 Ｎ ．ｅＯ 复合镀层 。分析 了沉积电压对电泳沉积 Ｆ ， ｉ ． Ｆ ｅＯ 膜厚度的影响 ，研 究了镀层 的高温氧化性 能 ，并 对其氧化机理进 行 了探 讨。使 用傅里 叶红外光谱 、扫描 电镜 、能谱 仪 、ｘ射 线衍射仪对镀 层 的截面形貌 、成分等进 行 了研 究。 结果表 明 ：通过 改 变阴阳两极之 间的 电场 强度 或调整 两极 之 间的距 离， 电
ｂ ｈ ｎ ｉｇ ｔ ｅｅｅ ｔｉ ｅｄｏ ｅｄ ｓａ ｃｂ ｔ ｅ ｎ ｄ ｎ ａｈ ｄ ， ｅ Ｏ３ ｌｃｒ ｐ ｏ ｅ ｉ ｅ ｏ ｉ ｏ ｉ ｋ ｅ ｓｗｉｌ ｙ ｃ ａ ｇｎ ｈ ｌｃｒｃｆ ｌ ｒｔ ｉｔｎ ｅｗｅ ｎ ｔ ａ ｏ ｅａ ｄ ｃ ｔｏ ｅ Ｆ ２ ｅ ｔｏ ｈ ｒ ｔｃｄ ｐ ｓｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｓ ｌ ｉ ｈ ｈｅ ｅ ｉ ｈ ｃ ｎ ｇ ｔ Ａｆｅ ａ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ａ ｅｔ ｉ ｅ ｐ ｒ ｔｒ ， ｈ ｒ ａ ｉ ａｔ ｒｉ ｅｄ ｐ ｓｔｏ ｙ ｒｉ ｅ ｏ ｅ ｌａ ． ｅ ｈａ ｅａｌ ． ｔ ｒ ｏ ｈｅ ｔ ｏ ｅ ｓｎ ｔ ｃ ｒａｎ ｔｍ ｅａｕ ｅ ｔ ｅｏ ｇ ｎ ｃｍ ｔｅ ｔ ｅ ｏ ｉ ｎｌ ｅ ｓｒ ｍ ｖ ｄｃｅ ｐ ａ ｎｈ ｉ ａ ｎ Ｔ ｈ ｂ ｎ ｉ ｇｉ ｔｒａ ｅｂ ｔ ｅ ｅＮｉＦ ２ ｏ ｔｎ ｎ ｅｓ ｂ ｔａｅｉ ｌ ｓ ｌ ｄｃ ｍ ｐ ｅｅｙ Ａｆｅ ｅｏ ｉａ ｏ ｆ ｏ ｏ ｉ ｉ ｄ ｎ ｎｅ ｃ ｅｗｅ ｎｔ — ｅ Ｏ３ ａｉ ｇａ ｄ ｔ ｕ ｓｒ ｔ ｓｃｏ ｅｙａ ｏ ｆ ｈ ｃ ｈ ｎ ｌｔｌ ． ｔｒｔ ｘｄ ｔ ｎ ｏ ｍｐ ｓｔ ｈ ｉ ｃ ｅ
实验六 镍电沉积及镀层的结构与性能的测试
22 21
实验数据记录与处理
1.对比基础镀液和加入添加剂后的镀液分别得到的 阴极极化曲线,通过极化曲线中极化﹑极化度﹑和过电位 的变化分析镀液组分和催化剂的作用. 2.计算电流效率、镀层厚度和沉积速率。 3.计算镀液分散能力
23 22
关于极化曲线的测试
一般采用三电极体系，待测电极作为工作电极，参比 电极可以选用饱和甘汞电极或者汞/氧化汞电极，辅 助电极用铂片或者其他。电解液一般采用30%KOH溶 液（也有NaCl、NaOH等），采用电化学工作站进行 测试。首先进行平衡电位的测试，待体系稳定后进行 极化曲线的测试，可以选用线性扫描或者动电位扫描， 至于扫描范围你可以先选大一些进行尝试，只要能获 得你所需的信息就可以了。
极上的电流分布见表6-1.
表6-1 数据记录表 近端
1cm 2cm 3.74 3cm 2.78 4cm 2.08 5cm 6cm 7cm 8cm 1.54 1.09 0.72 0.40
项目
远端
9cm 0.11
( A / dm2 ) 电流密度
5.45
8 7
实验原理
Hull槽实验结构可用图示记录,如图6-2所示.沉积 电流密度范围一般为图6-2中的bc范围 (图中ab=ad/2, cd=bd/3). a b c d
3
实验原理
1.电沉积简介 电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积 一层具有所需形态和性能的金属沉积层的过程,以改变 基底表面的特性,改善基底材料的外观、耐腐蚀性和耐 磨损性. 阴极反应M n ne M ,副反应2H 2e H 2 (酸性镀 液), 2H 2 O 2e H 2 2OH (碱性镀液). 阳极反应 2H 2 O 4e O2 4H (不溶性阳极,酸性), 或 M ne M n (可溶性阳极). 当镀液中有添加剂时,添加剂也可能在阴极上反应.
单金属电镀镍实验报告
一、实验目的1. 熟悉单金属电镀镍的基本原理和操作步骤。
2. 掌握电镀工艺参数对镀层质量的影响。
3. 培养实验操作技能和数据处理能力。
二、实验原理电镀镍是一种利用电解质溶液中的镍离子在电极上还原沉积形成镍镀层的工艺。
在电解过程中，阴极（待镀件）上的镍离子在电流的作用下还原成金属镍，沉积在阴极表面形成镀层。
三、实验仪器与药品1. 实验仪器：电解槽、直流电源、两块铜锌合金板、石墨棒、烧杯、量筒、玻璃棒、电子天平、尺子、烘箱。
2. 实验药品：0.1mol/LNiSO4溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、蒸馏水。
四、实验条件1. 电解槽中不用鼓泡，电解时可用玻璃棒搅拌。
2. 电流密度：0.3A/dm²。
3. 电解时间：15分钟。
4. 电解温度：室温。
五、实验步骤1. 准备工作：（1）将两块铜锌合金板抛光，用清水清洗后用去离子水冲洗，然后用乙醇溶液清洗，再用吹风吹干。
（2）将两块板子分别置于电子天平上称量，质量分别记为m1和m2。
2. 电镀过程：（1）将两块板子放置在电解槽中，并固定好石墨棒。
（2）用尺子测出石墨棒与合金板的最近和最远距离，分别记为L1和L2。
（3）用量筒取适量0.1mol/LNiSO4溶液倒入电解槽中。
（4）加入适量0.1mol/LH2SO4溶液调节pH值至4.5-5.5。
（5）连接电路，开始电解过程，时间为15分钟。
（6）在电解过程中，时常用玻璃棒搅拌溶液。
3. 实验结束：（1）关闭电源，取出待镀件。
（2）用去离子水冲洗镀层，然后用乙醇溶液清洗，再用吹风吹干。
（3）将待镀件放置在烘箱中，于100℃烘干1小时。
4. 数据处理：（1）计算镀层厚度：镀层厚度 = (m2 - m1) / (L2 - L1)。
（2）计算镀层质量：镀层质量 = 镀层厚度× 镀层面积。
六、实验结果与分析1. 镀层厚度：通过实验测得镀层厚度为0.0025mm。
2. 镀层质量：通过实验测得镀层质量为0.025g。
电沉积Ni-La2O3纳米复合镀层的摩擦磨损性能
电沉积Ni-La2O3纳米复合镀层的摩擦磨损性能摩擦磨损性能的研究与分析摩擦磨损性能是评价材料耐磨性能的重要指标之一。
本文通过电沉积Ni-La2O3纳米复合镀层的制备，考察了其摩擦磨损性能的影响因素，并进行了相关的试验分析。
一、实验方法1. 制备Ni-La2O3纳米复合镀层根据一定的比例混合金属镀液和La2O3纳米粉末，通过电沉积方法在基材上制备Ni-La2O3纳米复合镀层。
2. 摩擦磨损试验采用摩擦磨损试验机，设置一定的试验条件，如载荷、滑动速度和试验时间等，对不同组合比例的Ni-La2O3纳米复合镀层进行摩擦磨损试验，记录摩擦系数和磨损量。
二、结果与分析1. 复合比例对摩擦磨损性能的影响调整Ni-La2O3的比例，观察其对摩擦磨损性能的影响。
结果显示，适当的La2O3含量可以有效提高镀层的摩擦磨损性能，减少摩擦系数和磨损量。
2. 微观结构对摩擦磨损性能的影响通过扫描电子显微镜（SEM）观察镀层的微观结构，分析其与摩擦磨损性能的关系。
结果显示，La2O3纳米颗粒的添加可以改善镀层的致密性和硬度，从而降低摩擦系数和磨损量。
三、结论本研究通过电沉积Ni-La2O3纳米复合镀层，并对其摩擦磨损性能进行了试验分析。
结果表明，适当的La2O3含量可以提高镀层的摩擦磨损性能，而且La2O3纳米颗粒的添加可以改善镀层的致密性和硬度。
这些发现对于材料的耐磨性能提升具有一定的指导意义。
四、展望本研究还可以进一步探究其他参数对Ni-La2O3纳米复合镀层摩擦磨损性能的影响，如电沉积过程中的工艺参数和La2O3的粒径等。
同时，可以加入其他纳米颗粒，考察其与La2O3的复合效果，进一步提高复合镀层的摩擦磨损性能。
五、参考文献[1] Yan Y, Zhang Y, Xie J, et al. Friction and wear properties of electrodeposited Ni-Co-La2O3 nanocomposite coatings[J]. Surface and Coatings Technology, 2016, 290: 14-20.[2] Tang Y, Zhang Z, Xiu L, et al. Investigation on tribological properties of electrodeposited Ni-La2O3 nanocomposite coatings[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2020, 831: 154779.[3] Li Y, Chen M, Shi Z, et al. Effect of La2O3 content on the microstructure and mechanical properties of electrodeposited Ni-La2O3 nanocomposite coatings[J]. Journal of Materials Science & Technology, 2021, 65: 37-48.[4] Zhao Z, Zheng X, Wang X, et al. Effects of La2O3nanoparticles on the properties of electrodeposited Ni-La2O3 composite coatings[J]. Journal of Applied Electrochemistry, 2019, 49(7): 703-712.六、致谢在此，对提供指导、协助和支持的相关人员表示衷心的感谢。
电沉积镍铁合金工艺研究
电沉积镍铁合金工艺研究电沉积镍铁合金是一种优质的金属涂层材料，具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性等优点，因此在工业领域得到广泛应用。
本文研究了电沉积镍铁合金的工艺条件以及涂层性能，具体包括以下内容：一、材料与方法本研究使用的电沉积液为氯化镍、氯化铁混合盐酸盐电解液，电解液中的氯化镍含量为40g/L，氯化铁含量为5g/L。
电解温度为60℃，pH值为4.5，电流密度为8A/dm2。
电沉积时间为15min，电极材料为纯铜。
在所制备的镍铁合金涂层的基础上进行了微观结构、硬度和耐蚀性等方面的研究。
二、结果与讨论（1）涂层形貌与微观结构从扫描电镜(SEM)图像看到，镍铁合金涂层形态平整，致密度高，无裂纹、孔洞等缺陷。
从镍/铁元素比分析可知，镍与铁的质量比例随着电流密度的增加而增加，电流密度达到8A/dm2时，镍与铁的质量比例为4.31:1。
（2）涂层硬度采用Vickers硬度计测试了涂层的硬度值，结果发现随着电流密度的增加，涂层的硬度值先增后减，当电流密度为8A/dm2时，涂层硬度最高，为742HV。
（3）耐蚀性能通过电化学测试测得，随着电流密度的增加，镍铁合金涂层的阳极极化曲线向正方向移动，表明合金涂层催化作用增加，电极反应活性增强。
当电流密度为8A/dm2时，镍铁合金涂层表现出最好的耐蚀性能，其失重量最小。
三、结论本研究通过电沉积技术制备了高质量的镍铁合金涂层，并对其进行了性能测试。
结果表明，电流密度为8A/dm2时，涂层的微观结构致密，硬度和耐蚀性均达到最优值。
因此，该工艺条件下制备的镍铁合金涂层可用于工业领域中需要高硬度和耐腐蚀性的表面涂层。
电沉积镍钴纳米合金的制备及性能
（ ｏｅ ｅ ｆ ｃ ｎｅ Ｔａｊ ｎｖｒ ｔｏ ｃ ｎｅ＆Ｔ ｃｎ ｌ ｙ Ｔａｊ ０ ５ ，ｈｎ ） Ｃ ｌｇ ｉ ｃ， ｉ ｉ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｉ ｃ ｌ ｏＳ ｅ ｎｎ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｅｈ ｏ ｇ， ｉ ｉ ３ ４ ７Ｃ ｉａ ｏ ｎｎ ０
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镍电沉积及镀层的结构与性能的测试
化学化工学院 08 化学系
速地测试镀液性能、镀液组成和工艺条件的改变对镀层质量产生的影响。通过此实验，通常 可以用于确定镀液中各种成分的合适用量； 选择合适的工艺条件； 测定镀液中添加剂或杂质 的大致含量；分析、排除实际生产过程中出现的故障；测定镀液的分散能力。 Hull 槽是梯形结构的镀槽，阴、阳极分别置于不平行的两边，容量主要有 1000 mL 和 267 mL 两种。一般常在 267 mL 的 Hull 槽中加入 250 mL 镀液，便于折算镀液中的添加 物种的含量。Hull 槽的结构见图 31.1 所示。由于阴阳极距离有规律的变化，在固定外加 总电流时，阴极上的电流密度分布也发生有规律的变化。在 267 mL Hull 槽中加入 250 mL 镀液，总电流为 1 A，阴极上的电流分布见表 31.1。Hull 槽试验对镀液组成和操作条件的 变化非常敏感。因此常用来确定镍镀液各组分的浓度、pH 和获得良好沉积层的电流密度范 围。 Hull 槽实验结果可用图示记录， 如图 31.2 所示。 沉积电流密度范围一般为图 31.2 中 的 bc 范围(图中 ab=ad/2,cd=bd/3)。
1
化学化工学院 08 化学系
2.试剂 硫酸镍，氯化钠，硼酸，除油液和酸洗液。 四、实验步骤 1．基础镀液的配制 按下列配方配制 500 mL 基础镀液： NiSO4·6H2O 300 g/L NaCl 10 g/L H3BO3 35 g/L pH 3.5～4.5 温度/℃ 55～65 将 267 mL Hull 槽用水洗净后，加入 250 mL 基础液，置于恒温槽中，进行下面的实验。 2．将 Hull 槽阴极片（10 cm×7 cm 的不锈钢或纯铜片）用金相砂纸磨光，经碱除油和 30% HCl 弱腐蚀，用自来水和去离子水逐次认真清洗后，带电置于 Hull 槽中，用镍为阳极，以 1 A 的电流沉积 10 min。取出阴极片，用水冲洗干净，经干燥后观察并按图 10.2 记录示 意图记录阴极上镍的沉积情况，以及镀液组成和实验条件。 3. 在 2 的溶液中依次加入糖精、苯亚磺酸钠、镍光亮剂 XNF 和十二烷基硫酸钠，使其浓 度分别为 1.0 g/L、0.1g/L、3 mL/L 和 0.1 g/L 分别进行同 2 的实验和记录。 4. 在含所有添加剂的光亮镍镀液中，根据 2 的实验条件，比较镀液搅拌与不搅拌、常温和 实验温度下镍的沉积层质量，并进行记录。 五、实验记录和数据处理及分析 序号 1 2 3 4 5 6 7 镀液组成和实验条 件 无添加剂 加入糖精 加入苯亚磺酸钠 加入镍光亮剂 XNF 加入十二烷基硫酸 钠 搅拌 常温 镍的沉积情况 9cm 暗，1cm 半光亮 7cm 暗，3cm 半光亮 5.5cm 暗，4.5cm 半光亮 3cm 麻点，1cm 半光亮，6cm 光亮 1cm 麻点，1cm 半光亮，8cm 光亮 1cm 半光亮，9cm 光亮 2cm 无镀层，8cm 半光亮 应力情况 张应力 张应力 张应力 无力 无力 无力 张应力 脆性 不脆 不脆 不脆 较脆 脆 脆 脆
综合实验 锌镍合金电镀及其性能测试
综合实验锌镍合金电镀及其性能测试【碱性锌镍合金电镀】一、实验目的(1) 获得较稳定的碱性锌镍合金电镀工艺，能镀出厚度在8~15 um之间，含镍量在12~16 %之间、耐蚀性好、表面均匀且结合力较好的锌镍合金镀层;(2) 建立各工艺参数对锌镍合金镀层镍含量、相组成、耐蚀性的影响关系;(3) 对碱性锌镍合金共沉积类型机理探讨,能解释合金电镀中的各种现象、掌握规律,预测电镀合金的生成特点，合金的组成，并能对合金镀层进行分析，学会简单的电化学测试及腐蚀测定。
二、工艺特点1）锌镍合金MK610沉积层为含镍 12-16 %的γ相，较镀锌层防腐蚀能力增强 3-7倍，镀层耐高温，完全满足汽车行业的要求；2）锌镍合金MK610工艺操作电流密度区域宽广，镀层镍含量在宽范围内均匀一致；3）锌镍合金MK610镀层可施以不同的三价铬钝化处理得到不同颜色（如蓝色，彩色，黑色），配合相应的封闭增强其耐蚀性；4）锌镍合金MK610镀液容易管控，适合滚镀或挂镀应用；5）锌镍合金 MK610 镀层氢脆性很小，适合高强钢上电镀，也可作为代镉镀层。
三、主要实验设备与试剂恒电流稳压电源、电吹风；阳极材料：镍板；镀件：铁片；铜导线及导电棒、鳄鱼夹、电镀槽。
氧化锌、氢氧化钠、锌镍合金MK610系列添加剂、三价铬锌镍蓝钝 MK922系列，硫酸、硝酸、盐酸。
四、实验内容1．2．工艺流程除锈→热浸除油→水洗→阴极电解除油→水洗→阳极电解除油→水洗→酸洗(30%HCl) →超声波除油→水洗→活化(5-10%硫酸)→水洗→锌镍合金电镀→水洗→出光→水洗→钝化→干燥【抛光除锈】3-5%的稀盐酸泡2-3分钟，若锈太多可用砂纸打磨；【热浸除油】若工件油迹较多，应先除油在除锈；化学除油粉50 g／L，温度：70℃；时间：5min【阴极电解除油】阴极是镀件，用不锈钢作阳极；电解除油粉40g/L，电压2V（根据镀件面积调节）时间：1.5min【阳极电解除油】阳极是镀件，用不锈钢作阴极；其它同阴极电解除油；阳极电解除油的时间为阴极电解除油的两倍｡【36%盐酸酸洗】目的起中和、除锈作用；【超声波除油】目的是除去孔隙中的油和工件上的蜡，一般使用丙酮（或蒸馏水）超声5 min；【稀硫酸活化】2%-5%稀硫酸活化，几秒钟【锌镍合金电镀】按碱性锌镍合金工艺操作进行【出光】3-5mL/L的稀硝酸，10-15s【钝化】按钝化液的组成及工艺条件进行3．镀液的配制(1)称取相应量的氢氧化钠、氧化锌放入同一烧杯中。
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电沉积镍镀层的制备及性能测试
1.1 电沉积镍镀层的制备
一、实验目的
1、掌握电沉积制备金属合金的工艺；
2、熟悉电沉积溶液配制方法；
3、熟悉检测涂层结合力的方法。
二、实验原理
电沉积是金属或合金从其化合物水溶液、非水溶液或熔盐中电化学沉积的过程，制备的金属涂层具有厚度均匀，结合力强等优点，工艺设备简单，需要电源、输电系统及辅助电极。
利用电沉积的方法制备镍金属镀层，制备过程包括试样前处理、溶液配制、沉积涂层等步骤。
三、实验设备及用品
1、多口恒温水浴锅，电镀电源
2、镍盐，还原剂，络合剂，光亮剂
3、氨水、氢氧化钠、磷酸钠、磷酸、碳酸钠
4、45钢试样
5、水砂纸、金相砂纸、玻璃板、PH值试纸
6、烧杯、镊子、吹风机，刮刀
四、实验内容及方法
1、溶液配制
将已经配制好的镍盐，还原剂，络合剂，光亮剂按一定顺序配制，方法如下：将量好的还原剂放入盛镍盐的烧杯内，然后依次加入络合剂，光亮剂，测试溶液的PH值，然后用氨水调节溶液PH值至4.5~5，然后用蒸馏水加至所需的溶液体积。
2、样品制备
2.1将碳钢片切割成50mm×25mm×2mm 尺寸，然后抛光: 800# 砂纸进行打磨,
用抛光机对其抛光, 以去除表面缺陷。
2.2超声波清洗：室温下用丙酮清洗10min。
2.3 碱洗：50g/L NaOH, 40g/L Na2CO3, 10g/L Na3PO4·12H2O, 温度55～65℃, 时间10min。
2.4 水洗：用去离子水快速地清洗, 防止在空气中停留时间过长形成氧化膜而影响施镀。
2.5 酸洗：酸洗是为了除去金属表面的氧化物、嵌入试样表面的污垢以及附着的冷加工屑等。
600ml /L H3PO4 ( 85%), 2ml /L HNO3, 室温下清洗10min。
2.6水洗: 同2.4。
2.7活化：活化是为了进一步除去表面的氧化物和酸洗后沉积在表面的残留物, 380mL/L HF( 40%), 室温, 10～15min。
2.8电沉积镍镀层：温度60℃，阳极采用不锈钢片，阴极采用碳钢片，时间30min
2.9水洗烘干。
3、结合力实验
采用刮刀实验检测涂层结合力大小，将刮刀用力在涂层表面划过，如果涂层出现脱皮现象，表明结合力，如果涂层没有出现脱皮现象，表明结合力良好。
五、实验报告要求
1、简述电沉积镍镀层溶液的配制过程；
2、简述电沉积镍镀层涂层的制备过程；
3、写出在实验中所发现的问题和体会。
1.2金属腐蚀速率的测定
一、实验目的
1、了解腐蚀发生的条件及腐蚀速率测定方法；
2、熟悉失重法测定金属腐蚀的方法及工艺。
二、实验原理
金属材料成型后因纯淬火的机械损伤而报废的部件占有很少的比例，尤其此类设备在石油化工企业中更是如此，其中绝大部分部件是由于本身组织结构，应力状态不均匀而引起腐蚀报废的占很大的比例。
而且在各种恶劣的环境下金属基体也将会遭到腐蚀，因而对金属腐蚀速率的测定显得格外重要。
采用失重法测定金属腐蚀速率是基本的测试技术。
其测试原理为：
V = W/St
V –腐蚀速率/ g·mm-2·h–1 S - 试样面积/ mm2 W - 试样腐蚀后的失重/ g
三、实验设备及用品
1、X型电子分析天平
2、碳钢样品、吹风机
3、硫酸、盐酸、三氯化铁、氯化钠、海水（烟台海域）
四、实验内容及方法
1、根据表1给出的腐蚀溶液的浓度。
表1 碳钢样品
2、将碳钢片和镍镀层在电子分析天平上测量重量，测量误差控制在0.1毫克范围内，将称量好的碳钢片和镍镀层放入不同溶液中，保持腐蚀时间60分钟，
从溶液中取出后，用水清洗干净，然后用吹风机吹干，采用电子分析天平测量腐蚀后的重量。
3、利用失重法公式计算出在不同溶液中的腐蚀速率。
五、实验报告要求
1、计算出碳钢片和镍镀层在不同溶液中的腐蚀速率
2、根据计算结果，比较碳钢片和镍镀层在不同溶液中耐蚀性规律。
1.3 四探针法测量镍镀层的电阻率
一、实验目的
（1）熟悉四探针法测量半导体或金属材料电阻率的原理
（2）掌握四探针法测量半导体或金属材料电阻率的方法
二、实验原理
半导体材料是现代高新技术中的重要材料之一，已在微电子器件和光电子器件中得到了广泛应用。
半导体材料的电阻率是半导体材料的的一个重要特性，是研究开发与实际生产应用中经常需要测量的物理参数之一，对半导体或金属材料电阻率的测量具有重要的实际意义。
直流四探针法主要用于半导体材料或金属材料等低电阻率的测量。
所用的仪器示意图以及与样品的接线图如图1所示。
由图1(a)可见，测试过程中四根金属探针与样品表面接触，外侧1和4两根为通电流探针，内侧2和3两根是测电压探针。
由恒流源经1和4两根探针输入小电流使样品内部产生压降，同时用高阻抗的静电计、电子毫伏计或数字电压表测出其它两根探针（探针2和探针3）之间的电压V23。
若一块电阻率为ρ的均匀半导体样品，其几何尺寸相对探针间距来说可以看作半无限大。
当探针引入的点电流源的电流为I ，由于均匀导体内恒定电场的等位面为球面，则在半径为r 处等位面的面积为22r π，电流密度为
2/2j I r π= （1）
根据电流密度与电导率的关系j E σ=可得
22
22j
I I E r r ρσπσπ=== （2） 距离点电荷r 处的电势为 2I V r ρπ=
（3） 半导体内各点的电势应为四个探针在该点所形成电势的矢量和。
通过数学推导，四探针法测量电阻率的公式可表示为
123231224133411112()V V C r r r r I I
ρπ-=--+∙=∙ （4） 式中，112241334
11112()C r r r r π-=--+为探针系数，与探针间距有关，单位为cm 。
若四探针在同一直线上，如图1(a)所示，当其探针间距均为S 时，则被测样品的电阻率为
123231
1112()222V V S S S S S I I
ρππ-=--+∙=∙ （5） 此即常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。
a b
图1 四探针法电阻率测量原理示意图
有时为了缩小测量区域，以观察不同区域电阻率的变化，即电阻率的不均匀性，四根探针不一定都排成一直线，而可排成正方形或矩形，如图1(b)所示，此时只需改变电阻率计算公式中的探针系数C即可。
四探针法的优点是探针与半导体样品之间不要求制备接触电极，极大地方便了对样品电阻率的测量。
四探针法可测量样品沿径向分布的断面电阻率，从而可以观察电阻率的不均匀性。
由于这种方法允许快速、方便、无损地测试任意形状样品的电阻率，适合于实际生产中的大批量样品测试。
但由于该方法受到探针间距的限制，很难区别间距小于0.5mm两点间电阻率的变化。
根据样品在不同电流（I）下的电压值（V23），还可以计算出所测样品的电阻率。
三、实验装置
1）四探针组件或四探针电阻率测试仪
2）S B118精密直流恒流源（如四探针电阻率测试仪中已内置恒流源，此部分不用）
3）P Z158A直流数字电压表（如四探针电阻率测试仪中已内置恒流源，此部分不用）
四、实验步骤
（1）预热：打开SB118恒流源和PZ158A电压表的电源开关（或四探针电阻率测试仪的电源开关），使仪器预热30分钟。
（2）放置待测样品：首先拧动四探针支架上的铜螺柱，松开四探针与小平台的接触，将样品置于小平台上，然后再拧动四探针支架上的铜螺柱，使四探针的所有针尖同样品构成良好的接触即可。
（3）联机：将四探针的四个接线端子，分别接入相应的正确的位置，即接线板上最外面的端子，对应于四探针的最外面的两根探针，应接入SB118恒流源的电流输出孔上，二接线板上内侧的两个端子，对应于四探针的内侧的两根探针，应接在PZ158A电压表的输入孔上，如图1(a)所示。
（4）测量：使用SB118恒流源部分，选择合适的电流输出量程，以及适当调节电流（粗调及细调），可以在PZ158A上测量出样品在不同电流值下的电压值，利用公式（5）即可计算出被测样品的电阻率 。
注意事项
（1）在拧动四探针支架上的铜螺柱时，用手扶住四探针架，不要让它在样品表面滑动，以免探针的针尖划伤样品表面。
此外，铜螺柱不要拧得过紧，以免探针的针尖划伤样品，只要保证针尖与样品有良好接触即可。
（2）在连接SB118恒流源前或更换样品前，应先将其电流输出调节至零。
PZ158A电压表可选择在0.2V或2V量程。
（3）在切换SB118恒流源的电流量程时，应先将其电流输出调节至零，以免造成电流对样品的冲击。
（4）在选择电流时，对某些样品，最大的电流值对应的电压值一般不超过5mV，如果流过样品的电流过大，将会引起样品发热，影响测量结果。
（5）在某一电流值下，测量电压时，可分别测量正反向电压，取平均值后用于电阻率的计算。
五、实验报告要求
(1)简述实验目的、内容及过程；
(2)简述四探针法测电阻率的原理；
(3)记录半导体或金属样品的电阻率，分析电阻率的影响因素。