沉积参数对阴极等离子电解沉积Ni涂层的影响

作     者：卢帅 孙晓伟 薛伟 黄康 张博威 吴俊升 

作者机构：北京科技大学新材料技术研究院 

出 版 物：《稀有金属》 (Chinese Journal of Rare Metals)

年 卷 期：2024年第6期

页      面：761-773页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：唐山市科技计划项目(22160203A) 国家自然科学基金项目(52371051) 国家科技基础资源调查专项(2019FY101400)资助 

主　　题：阴极等离子 等离子放电 沉积机制 

摘      要：采用阴极等离子电解沉积（CPED）技术制备了金属Ni涂层，研究了单次沉积和循环沉积两种模式下的沉积参数对Ni涂层沉积过程的影响，讨论了CPED制备Ni涂层的沉积机制。结果表明，采用单次沉积模式时，在沉积电压为100～110 V范围内，适当的增加沉积电压有助于平滑涂层的表面形貌；而沉积电压超过110 V会加剧等离子放电的强度和密度，引起孔洞和缺陷；随着沉积时间的增加，涂层生长经历了形核-熔融两个交替过程。涂层厚度先增加后趋于稳定，沉积时间为10 min时，涂层厚度最大（10.77μm）。采用循环沉积模式时，随着提拉速度的增加，涂层的表面粗糙度呈先减小后增加的趋势。在900μm·s-1的提拉速度下制备的涂层具有最平坦和最均匀的表面(表面粗糙度（Sa）=2.11μm，最大高度（Sz）=21.13μm)；浸没时间的增加导致涂层表面的熔融态形貌特征更明显。与浸没时间为10 s的涂层相比，浸没30 s所得涂层的Sz和Sa分别降低了40.7%和52.9%，涂层厚度增加了18%以上；随着沉积道次的增加，涂层的表面粗糙度和厚度不断增大。与沉积5道次得到的涂层相比，沉积20道次所得涂层的Sa和Sz分别增加了约5.5倍和2.8倍，涂层厚度可达24.24μm，但致密性较差，涂层中存在直径约为2μm的孔隙。