使纳米粒子表面吸引异号带电离子形成双电层，通过双电层之间库仑斥力作用使纳米粒 子之间的引力降低，减少团聚，实现纳米粒子的均匀分散；加表面活性剂是通过表面活 性剂在纳米粒子表面的吸附，降低粒子的表面能，减少纳米粒子的团聚[8]。

1。2 脉冲电沉积

脉冲电沉积是上世纪60年代发展起来的电镀技术。脉冲电沉积主要是利用电流或电 压的张弛增加阴极的活化极化和减小阴极的浓差极化，从而削弱扩散层，以此改善镀层 的微观结构等物理化学性能。脉冲电沉积通过调节正反电压或电流的强度与时间，发生 周期性的阳极溶解与阴极沉积，使金属离子在阴极上生长出更加细小晶粒的镀层。脉冲 电沉积与传统直流电沉积相比具有极大优势，引起了国内外电镀工作者极大的关注。 

1。2。1 脉冲电沉积与直流电沉积的优缺点比较

传统的直流电沉积是采用直流电源。用直流电源时，电流具有连续性，在阴极和电 解质溶液的界面处会形成较厚的扩散层，阴极表面的金属离子被还原后得不到及时的补 充，放电离子在电极表面浓度低，电极表面形核率小，晶粒的长大较快，使得镀层的晶 粒较为粗大[9]。同时，金属离子浓度降低而产生浓差极化，会降低沉积速度，即使增大 电流密度也不能使沉积速度增加，反而使阴极的析氢量增加，在阴极表面出现大量的气 泡，电流效率降低，镀层出现毛刺、氢脆、针孔、烧焦、和起泡等缺陷。因此，直流电 流具有增加杂质含量、伴随有副反应、电流利用率低等缺陷[10]。

与直流电沉积相比，脉冲电沉积虽然沉积效率相对较低，但它能够解决更多直流电 沉积不能解决的问题，它相对于直流电沉积有以下优点[11]：

（1）脉冲电沉积可以获得更好的产品性能，如提高镀层的硬度，耐磨性、延展性 及降低孔隙率和内应力等；

（2）脉冲电流存在导通时间和断开时间，电流导通时阴极区附近的金属离子充分 沉积；电流断开时，阴极附近的放电离子又快速补充，消除浓差极化，故可采用较高的 电流密度，使电沉积效率大大提高；

（3）脉冲电流的峰值可远高于平均电流，可提高晶核的形成速率，使晶粒长大速 率低于晶粒的形成速率，晶粒得到细化，从而获得均匀致密的镀层，还可有效降低析氢 反应对镀层的破坏；

（4） 采用脉冲电沉积便可在单槽中获得纳米晶沉积层，从而克服了直流法需要多

槽的困难，更加简单易操作；

（5）脉冲电沉积具有减少产物表面金属氧化物，增加附着力、减少镀层杂质含量、 镀层成分稳定等优点。

（6）对于某些电镀溶液，即使不用光亮剂也能获得光亮的镀层。

1。2。2 双脉冲电沉积电流特性

脉冲电沉积使用的是脉冲电源，脉冲电流是一种正反起伏或通断的非连续性直流冲 击电流。其常见的电流形式有单向脉冲（PC）和双向脉冲（PR），其中以双向脉冲获 得的功能性镀层的效果最佳。

图1。1  双脉冲电流随时间变化关系图

双脉冲电镀又可称之为周期换向电镀。双向脉冲是由正向脉冲电流和反向脉冲电流 组成的，其中正向脉冲电流的持续时间长而反向脉冲电流的持续时间短。其电镀机理可 简单理解为周期换向直流电镀，它所应用的调制电流是在阴极电流之后，紧接着为一个 反向阳极电流，这样过程是在电沉积（正向）和电解（反向）两个交叉过程中进行[12]， 图1。1为双脉冲电源的电镀原理。 

双脉冲中的反向电流使镀层上的毛刺溶解，从而使晶粒更加细小，镀层厚度分布更 加均匀；反向电流密度可以除去附着在阴极表面的杂质和氢气泡，使阴极表面处于活化 状态；反向脉冲电流使阴极表面金属离子浓度迅速回升，消除了浓差极化，有利于正向 时使用高密度电流，高电流密度下形核速率大于晶粒的生长速率，因此可以获得更加均 匀致密、光亮、孔隙率低的镀层[3]。