·792 北京科技大学学报 第36卷 田) 504m 22 (c) (d) 2 18 18 F Fe Si Fe 10- 8642 864 81012141618 20 2 8101214161820 能量keV 能量eV (e) ) 25 20 Fe Si Fe 15-Fe i Fe 3 10 8 101214 6 8101214 能量keV 能量keV 图5“山脊”表面(a)和横截面形貌(b):(c~)对应区域的能谱 Fig.5 EDS spectra for the surface and cross-section morphologies of "mountain ranges"on the coatings:(a)surface morphology:(b)cross-section morphology:(e-f)EDS spectra for the corresponding regions 施加磁场改变镀层表面氢气孔形貌的现象-0 到最大值98%左右. 这是由于无磁场条件下电镀液流动较弱，只有充分 (2)与无磁场相比，施加0.6T垂直磁场降低 长大的氢气泡才能脱吸附离开阴极表面，在表面形 了低电流密度（≤2A·dm2)的阴极电流效率，又提 成气孔：然而施加垂直磁场后，产生的磁流体力学效 高了高电流密度(>2A·dm-2)的阴极电流效率. 应引起电镀液流动，冲刷电极表面，使得未充分长大 (3)随着磁场强度增加，镀层Si颗粒含量先增 的氢气泡易发生脱吸附，沿着电镀液流动方向离开 加后减少，在0.2T时达到最大值20.17%，比无磁 阴极表面，因此在表面形成的气孔孔径较小，孔形狭 场下提高了10.4%. 长，其延伸方向与磁流体力方向一致.这同时说明 (4)施加垂直磁场显著改变了镀层表面形貌， 施加垂直磁场促进氢气的析出，从而使得阴极电流 在磁流体力学效应引起的对流作用下，镀层表面会 效率7降低 形成类似“山脊”形貌，其延伸方向与磁流体力方向 一致“山脊”分布数量与延伸长度与磁场强度成 3结论 正比. (1)随着磁场强度增大，阴极电流效率η呈现 (5)施加垂直磁场显著改变了镀层表面气孔形 先上升后下降的趋势，在0.2T时阴极电流效率达 貌，促进了氢气的析出.北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 图 5 “山脊”表面( a) 和横截面形貌( b) ; ( c ～ f) 对应区域的能谱 Fig． 5 EDS spectra for the surface and cross-section morphologies of“mountain ranges”on the coatings: ( a) surface morphology; ( b) cross-section morphology; ( c － f) EDS spectra for the corresponding regions 施加磁场改变镀层表面氢气孔形貌的现象［19 － 20］． 这是由于无磁场条件下电镀液流动较弱，只有充分 长大的氢气泡才能脱吸附离开阴极表面，在表面形 成气孔; 然而施加垂直磁场后，产生的磁流体力学效 应引起电镀液流动，冲刷电极表面，使得未充分长大 的氢气泡易发生脱吸附，沿着电镀液流动方向离开 阴极表面，因此在表面形成的气孔孔径较小，孔形狭 长，其延伸方向与磁流体力方向一致． 这同时说明 施加垂直磁场促进氢气的析出，从而使得阴极电流 效率 η 降低． 3 结论 ( 1) 随着磁场强度增大，阴极电流效率 η 呈现 先上升后下降的趋势，在 0. 2 T 时阴极电流效率达 到最大值 98% 左右． ( 2) 与无磁场相比，施加 0. 6 T 垂直磁场降低 了低电流密度( ≤2 A·dm － 2 ) 的阴极电流效率，又提 高了高电流密度( ＞ 2 A·dm － 2 ) 的阴极电流效率． ( 3) 随着磁场强度增加，镀层 Si 颗粒含量先增 加后减少，在 0. 2 T 时达到最大值 20. 17% ，比无磁 场下提高了 10. 4% ． ( 4) 施加垂直磁场显著改变了镀层表面形貌， 在磁流体力学效应引起的对流作用下，镀层表面会 形成类似“山脊”形貌，其延伸方向与磁流体力方向 一致，“山脊”分布数量与延伸长度与磁场强度成 正比． ( 5) 施加垂直磁场显著改变了镀层表面气孔形 貌，促进了氢气的析出． ·792·