第6期 周鹏伟等：垂直稳恒磁场下Fe纳米Si颗粒复合电沉积 ·791· 2004m 200m 200m 2001m 200m 2200um 图4电流密度为2Adm2时磁场强度对镀层表面及横截面形貌的影响（白箭头为磁流体力方向，红箭头指出三处“山脊”位置）：(a,)0 T:(b)0.2T:(c,f00.6T:(d)1.0T Fig.4 Effect of magnetic flux density on the surface morphology and cross-section of the coatings under 2Adm(the white arrow means the direc- tion of MHD effeet,the red arows point out the locations of three "mountain ranges"):(a,e)OT:(b)0.2T:(e,f)0.6T:(d)1.0T 件下复合镀层表面形貌随电沉积时间延长的演变过面的.当磁场强度继续增大，对流变得更强，更强的 程.这些照片显示在电沉积开始初期，阴极表面比对流对沉积过程中的℉原子产生更强的牵引力，并 较平整，随着电沉积时间不断延长，垂直磁场与电场 且对更多Fe原子产生作用，因此镀层表面“山脊” 相互作用，产生的磁流体力学效应引起对流。在对 分布数量增多，延伸长度变长 流的作用下，阴极区Fe2+放电生成的Fe原子沿着 图7为电流密度2A·dm-2时有无施加磁场时 对流方向（即磁流体力方向）发生沉积，在沉积过程 镀层表面气孔形貌扫描电镜照片.从图中可以看 中镀层会包覆一部分Si颗粒，慢慢地在表面形成 出：无磁场下镀层表面气孔孔形较圆整，孔径较大； “山脊”.随着“山脊”高度不断上升，由于对流作 而施加0.6T垂直磁场显著改变了镀层表面气孔形 用，吸附在“山脊”表面的S颗粒易滑落至两侧底 貌，气孔孔径缩小，孔形变得狭长，其延伸方向与磁 部，因此“山脊”两侧的Si颗粒含量高于“山脊”表 流体力方向一致.在其他电镀实验体系中同样发现第 6 期 周鹏伟等: 垂直稳恒磁场下 Fe-纳米 Si 颗粒复合电沉积 图 4 电流密度为 2 A·dm － 2时磁场强度对镀层表面及横截面形貌的影响( 白箭头为磁流体力方向，红箭头指出三处“山脊”位置) : ( a，e) 0 T; ( b) 0. 2 T; ( c，f) 0. 6 T; ( d) 1. 0 T Fig． 4 Effect of magnetic flux density on the surface morphology and cross-section of the coatings under 2 A·dm － 2 ( the white arrow means the direc￾tion of MHD effect，the red arrows point out the locations of three“mountain ranges”) : ( a，e) 0 T; ( b) 0. 2 T; ( c，f) 0. 6 T; ( d) 1. 0 T 件下复合镀层表面形貌随电沉积时间延长的演变过 程． 这些照片显示在电沉积开始初期，阴极表面比 较平整，随着电沉积时间不断延长，垂直磁场与电场 相互作用，产生的磁流体力学效应引起对流． 在对 流的作用下，阴极区 Fe 2 + 放电生成的 Fe 原子沿着 对流方向( 即磁流体力方向) 发生沉积，在沉积过程 中镀层会包覆一部分 Si 颗粒，慢慢地在表面形成 “山脊”． 随着“山脊”高度不断上升，由于对流作 用，吸附在“山脊”表面的 Si 颗粒易滑落至两侧底 部，因此“山脊”两侧的 Si 颗粒含量高于“山脊”表 面的． 当磁场强度继续增大，对流变得更强，更强的 对流对沉积过程中的 Fe 原子产生更强的牵引力，并 且对更多 Fe 原子产生作用，因此镀层表面“山脊” 分布数量增多，延伸长度变长． 图 7 为电流密度 2 A·dm － 2 时有无施加磁场时 镀层表面气孔形貌扫描电镜照片． 从图中可以看 出: 无磁场下镀层表面气孔孔形较圆整，孔径较大; 而施加 0. 6 T 垂直磁场显著改变了镀层表面气孔形 貌，气孔孔径缩小，孔形变得狭长，其延伸方向与磁 流体力方向一致． 在其他电镀实验体系中同样发现 ·791·