·40· 北京科技大学学报 19%年No.1 我们用恒电位法研究了铝一锰电沉积的成核和长大过程，发现非晶态的电化学成核和长 大过程与晶态的电化学成核和长大过程很不相同，图5为典型的恒电位暂态曲线， 这一组曲线是铝一锰电沉积中显示有成 核和长大过程的较明显的一组，但与电沉积晶 0 t/s 态镀层的成核和长大过程相比，还是很不明显 的，具体说来，由于有非晶铝一锰相的形 75 成，这些曲线有如下特点：①成核现象在循环 -85 95 伏安曲线开始反应的电位下是观察不到的，能 观察到这种现象的电位处于循环伏安曲线的中 段·②在这种电位下，如果没有非晶铝一锰 的形成，晶核形成速度和长大速度都已很快， 即曲线上电流变化的幅度会较大，但是，上图 电流变化的幅度很小，说明由核长大引起的电 极真实表面变化很小·这点可以解释如下：核 数目很少而且二维长大，核数目很少这一非晶 图5铝-锰在组上电沉积的恒电位态曲线 形成条件，电镀法与激冷法相同).而非晶电 Xea(%)=0.4,S=0.0079a,T=49K 镀层的生长与晶态物质的电沉积的生长情况很 参考电极：铝，曲线上的数字为过电位mV 不同，晶态物质是长程有序结构，一旦有晶核形成，它们就会成为随后的生长中心，新析出 的原子必须进入该物质晶格各个位置，进行三维长大成为晶粒，并逐渐覆盖电极表面，最后 镀层断面成为柱状晶体，而非晶态物质为长程无序结构，一旦有核形成，新析出的金属原子 不必进入晶格，而是进人能量最低的位置·显然，核与基体的周边是能量最低位置，因此， 无论电沉积或汽相沉积非晶态物质都应有二维长大，迅速覆盖基体表面，然后逐层长厚的倾 向.非晶态镀层的这种生长方式使它缺陷极少，从而具有各种优异性能， (4)镀层检验 电镀用熔盐的预处理与前面相同·电镀基体为铜片，镀前经去油和抛光处理·在温度为 445K,XMnc,为0.4%~1.6%，过电位为-0.090~-0.300V进行了铝-锰的电镀.用X射 线衍射检验铝-锰镀层均为非晶结构.用能谱法测定的镀层中锰的含量在24.6%到363% 之间，处于非晶铝一锰的浓度范围内·用扫描电镜对镀层表面及剖面的形貌进行了观察， 在镀层表面，剖面和镀层与基体的界面上都未见明显的缺陷· 参考文献 1 Stafford G R.The Electrodeposition of an Aluminum-Manganese Metallic Glass from Molten Salts.J Electrochem Soc,1989,136,635~639 2 Grushko B,Stafford G R.Phase Formation in Electrodeposited and Thermally Annealled Al-Mn Alloys.Metall Trans A,1990,21A:2869~2879 3山本康博等，日本公开特许公报，平2-267294.1990 4山本康博等.日本公开特许公报，平3-75351,1991 5迫田章人等.日本公开特许公报，昭63-93898.1988北 京 科 技 大 学 学 报 我们用恒 电位法研究 了铝 一 锰 电沉积 的成核和 长大过程 夕天 年 发现非晶态的电化学成核和长 大过程 与晶态 的 电化学成核和 长大过程很不相 同 这 一 组 曲线 是 铝 一 锰 电沉 积 中显 示 有 成 核和 长大过程 的较 明显 的一组 但 与 电沉积晶 态镀层 的成核和 长大过程相 比 ， 还是很不 明显 的 具 体 说 来 ， 由 于 有 非 晶 铝 一 锰 相 的 形 成 ， 这些 曲线有 如下特点 ①成核 现 象 在 循 环 伏安 曲线开始反 应 的 电位 下是观察不到 的 ， 能 观 察到这种现象 的 电位处于循环伏安 曲线 的中 段 ② 在 这 种 电位 下 ， 如 果 没 有 非 晶 铝 一 锰 的形成 ， 晶核形成速度 和 长 大 速 度 都 已很 快 ， 即 曲线上 电流变化的幅度 会较大 但是 ， 上 图 电流变化 的幅度很小 ， 说 明 由核 长大 引起 的电 极真 实表 面变化很小 这点可 以解 释 如 下 核 数 目很少而且二 维长大 核数 目很 少这一非晶 形成条件 ， 电镀法 与激冷法相 同「川 而非 晶 电 镀层 的生 长 与 晶态物质 的 电沉积 的生 长情况很 图 为典型 的恒 电位 暂态 曲线 山 · 。司喻日 砚一工日 图 铝一 铭在钥七娜礴戳植钊迸砚泌截 芯创】 二 以 ， 如 众仪刀，口尹 ， 月娜 参考电极 铝 ， 曲线上的数字为过电位 不 同 晶 态 物 质 是 长 程 有 序 结 构 ， 一 旦 有 晶 核形 成 ， 它 们 就 会 成 为 随后 的 生长 中心 ， 新 析 出 的原子必须进人该物质 晶格各个位置 ， 进行三 维 长大成 为 晶粒 ， 并逐渐覆盖 电极 表 面 ， 最后 镀层 断面成 为柱 状晶体 而 非 晶态物质为长程 无序结构 ， 一旦 有 核形 成 ， 新 析 出的金 属原子 不 必进入 晶格 ， 而是 进人能量最低 的位置 显然 ， 核 与基体 的周边 是 能 量 最 低 位 置 ， 因 此 ， 无论电沉积或 汽相 沉积非 晶态物质都应有二 维长大 ， 迅 速覆盖基体表 面 ， 然后 逐层 长厚 的倾 向 非 晶态镀层 的这种 生长方 式使它缺 陷极 少 ， 从而具有 各种 优异 性 能 镀层检验 电镀用熔盐 的预处理 与前 面相 同 电镀基体 为铜 片 ， 镀前 经 去油 和抛 光处理 在温度 为 ， 介 ， 为 一 ， 过 电位 为 一 一 一 进 行 了 铝 一 锰 的 电镀 用 射 线衍射检验铝 一 锰镀层均 为非 晶结构 用 能 谱 法 测 定 的 镀 层 中锰 的含量在 到 之 间 ， 处于非 晶铝 一 锰 的 浓 度 范 围 内 用 扫 描 电镜 对镀 层 表 面 及 剖 面 的形 貌进 行 了 观 察 ， 在镀层 表 面 ， 剖 面和 镀层 与基体 的界 面上 都未见 明显 的缺 陷 参 考 文 献 一 一 ， ， ， 一 ， 一 』 ， ， 一 山本康博等 日本公 开特许公 报 ， 平 一 之抖 叭 山本康博等 日本公 开特许公报 ， 平 一 卯 迫 田 章人等 日本公开特许公报 ， 昭 一 扭 韶