较传统直流和单脉冲电沉积相比,本课题所采用的新型超声辅助双脉冲电沉积工艺 是将超声波与电沉积工艺有机的结合起来,使各自的作用机理产生叠加与协同效应。利 用正反脉冲电流的张弛特性可增加阴极的活化极化与降低阴极的浓差极化,对提高电镀 层的致密度和细化晶粒尺寸均有显著的作用。
在一个完整脉冲周期内,当电流导通时,阴极极化增大,阴极区附近的待镀金属离 子充分被沉积,沉积层结晶致密。当电流关断或反向时,被消耗的金属阳离子由于阴区 附近放电而得到恢复,降低浓差极化。高的峰值电流密度和交变的脉冲电流,有利于在 高电位下实现沉积,形核率大大提高,该技术在制备纳米晶镀层具有其独特优势[21,22]。 交变超声振荡场的介入,促使纳米CeO2 均匀分散和进一步缓解电极附近的浓差极 化。高强度的超声冲击波冲刷优先生长方向的晶核生长点,在超声波产生的瞬间高温高 压的声流扰动和冲击波的碎化作用下,转化成其它弱强度方向的晶核,促进择织构优化 生长。在超声空化泡的形成长大过程中会使得气泡内部液体的蒸发会从周围吸收热量, 这将使得空化泡表面镀液的温度降低,产生局部过冷,在空化泡附近形成大量晶核,提 高Ni 晶的形核率。此外,超声振荡所产生脉冲形式的机械剪切作用促使使较大晶粒破 碎溶解,打断了晶粒的正常发育,被破碎肢解的细晶粒充当新晶核,产生二次动态结晶
和细化晶粒作用。 超声辅助双脉冲电沉积