D01:10.13374/i.issn1001-053x.1996.05.019 第18卷第5期 北京科技大学学报 Vol.18 No.5 1996年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.1996 双脉冲电位法制备铜镍层状结构材料 薛江云 吴继勋 杨德钧 北京科技大学表面科学与腐蚀工程系，北京100083 摘要采用旋转圆盘电极，用双脉冲电位法从简单的镀液中电沉积Cu一N层状材料.研究了镀液 中铜含量、添加剂，转速对镀层的组成和结构的影响，并用扫描电镜和X一射线衍射研究了镀 层的形貌和组成.结果表明：镀层由纯铜和含有少量铜的铜镍合金层交替组成；为了降低铜在镍 层中的含量，可以采取降低镀液中铜含量和降低转速来实现 关键词电沉积，铜镍合金，层状结构材料 中图分类号TQ153.2 层状材料，即结构和组成周期变调的合金(CMA),由于具有优异的力学性能、物理性 能、光学性能和电磁性能，而引起研究者们的注意.Dennis Tensh等的研究结果表明四： Cu-Ni层状材料可以提高其机械强度，当铜层的厚度小于0.4m时，Cu-Ni层状材料的抗拉 强度可高达1300MPa.其他研究者也发现层状材料可以改变磁性能，提高弹性模量，降低 摩擦因数等性能2~) 1实验方法 1.1实验装置与镀液体系 实验装置采用旋转圆盘铜电极作阴极，其表面积为2cm,阳极为白金，面积为4cm2; 双脉冲电位由计算机控制系统和PS1型恒电位仪给出；铜的沉积电位为-400mV(s. SCE),镍的沉积电位为-1400mV(vs.SCE).镀液的组成和工艺规范见表1. 1.2电镀工艺 试样用水砂纸打磨到800*，然后用电化学除油，化学浸蚀，光亮浸蚀后镀覆除油和化学浸 蚀溶液的组成见表2和表3. 1.3极化曲线和循环伏安曲线的测量 实验中使用美国EG&G公司M351腐蚀测量系统测量阴极极化曲线，采用动电位扫描 法，扫描速度为1mV/s；伏安曲线的扫描速度为20,50,100mV/s. 1995-10-18收稿 第一作者男26岁博上 *治金部腐蚀与磨损开放实验室资助项目第 18 卷 第 S期 1 9 9 6年 1 0月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i yt o f S e i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e ij in g V 0 1 . 1 8 N 0 . 5 O C t 。 1 9 9 6 双脉冲 电位 法制备铜镍层状结构材料 薛江云 吴继 勋 杨 德钧 北 京科技大学表面 科学与 腐蚀工程系 , 北京 10 0 0 8 3 摘要 采用 旋转 圆盘 电极 , 用 双脉冲 电位法从 简单 的镀 液中电沉 积 c u 一 iN 层状材料 . 研究 了 镀液 中铜含 量 、 添加 剂 、 转 速对镀层 的组成和 结构 的影 响 , 并用 扫描 电镜和 X 一 射线衍射研究 了镀 层的形貌 和 组成 . 结果表 明 : 镀层 由纯 铜和含 有少量铜的铜镍合金层交替组成 ; 为 了降低铜在镍 层 中的含 量 , 可 以 采取 降低镀液 中铜含量和 降低转速来实现 . 关键词 电 沉积 , 铜镍合金 , 层状结构材料 中图分类 号 T Q 15 3 . 2 层 状材 料 , 即 结构 和 组 成 周期 变 调 的合 金 (C M A ) , 由于 具有 优 异 的力 学 性 能 、 物 理性 能 、 光 学 性 能 和 电 磁 性 能 , 而 引 起 研 究 者 们 的 注 意 . D en n i S T en hs 等的 研 究 结 果 表 明 l[] : C u 一 iN 层状 材 料 可 以 提 高其 机械 强 度 , 当铜 层 的厚度 小 于 0 . 4 “ m 时 , C u 一 iN 层状 材 料 的抗 拉 强度 可高 达 1 30 0 M P a . 其他 研 究 者 也 发现 层 状 材料 可 以 改变 磁 性 能 , 提 高 弹性 模 量 , 降低 摩擦 因数 等 性 能降 一 ’ 〕 . 实 验方 法 实验装 置 与镀液体 系 实 验 装 置 采用 旋 转 圆盘 铜 电极 作 阴极 , 其 表 面积 为 2 。 m Z , 阳极 为 白金 , 面 积 为 4 c m Z ; 双 脉 冲 电位 由计 算 机 控 制 系 统 和 P s 一 l 型 恒 电 位 仪 给 出; 铜 的 沉 积 电 位 为 一 4 0 m V ( vs . s c )E , 镍 的沉 积 电位 为 一 1 40 0 m V (vs . S C )E . 镀液 的组 成 和工 艺规范见 表 1 . 1 . 2 电镀工 艺 试样 用 水 砂 纸 打磨 到 8 0 #0 , 然 后 用 电化学 除油 , 化 学 浸蚀 , 光 亮浸蚀 后 镀覆 . 除油 和化 学浸 蚀 溶液 的 组成 见 表 2 和 表 3 . L 3 极化 曲线 和循环 伏安 曲线 的测 量 实 验 中使 用美 国 E G & G 公 司 M 3 51 腐 蚀 测 量 系 统测 量 阴极 极 化 曲线 , 采 用 动 电位 扫 描 法 . 扫描 速度 为 l m V / S ; 伏 安 曲线 的扫描 速度 为 2 0 , 50 , 10 O m V / 5 . 19 9 5 一 1 0 一 1 8 收 稿 第 一作 者 男 2 6 岁 博上 * 冶金 部腐蚀 与磨损 开 放实 验室 资助 项 目 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1996. 05. 019