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1.3.9 脉冲复合镀的简介及机理
脉冲电源电镀是一项新的电镀技术。脉冲电镀是通过槽外控制方法改善镀层质量的一种强有力的手段，相比于普通的直流电镀镀层，其具有更优异的性能(如耐蚀、耐磨、纯度高、导电、焊接及抗变色性能好等)，且可大幅节约稀贵金属，它的特点是由脉冲电流对电极过程动力学的特效影响所决定的，其中最重要的是对传质过程中的影响。脉冲电镀又分为单向脉冲复合镀和换向脉冲复合镀。
单脉冲复合电镀近年来发展较快，工艺和性能研究方面取得了许多成果。单脉冲Ni/A12O3复合镀，在平均电流和其它条件不变的情况下，运用低频率、短周期等脉冲参数有利于复合镀层硬度的提高；同时镀层的磨损量随着频率(10~20Hz)、周期的变小而减少，耐磨性改善。当A12O3耐磨颗粒及PTFE减摩微粒嵌入RE-Ni-W-B复合镀层中以后，新的RE-Ni-W-B-PTFE-A12O3镀层已不存在裂纹，而且镀液中A12O3颗粒含量越多，晶粒就越细，镀层镀态硬度增加，磨损率降低。N.S.Qu等首次用A12O3纳米丝为增强相，在超声波辅助下单脉冲电镀镍基复合镀层，超声波的应用可减轻A12O3在电解液中和复合镀层中的团聚现象。单脉冲扩散层的厚度仅取决于阳离子扩散系数和脉冲导通时间，与溶液本体浓度无关。单脉冲电镀由于脉冲间歇的存在使得具有较大体积的粒子会脱附，重新回到溶液中[20]。
周期换向脉冲电镀研究开始于单金属镀层。学者们发现金属层的结构、性能与沉积方式关系紧密，在印制线路板深孔镀铜研究方面，单脉冲电流的主要作用是改善微观深镀能力，而周期换向电沉积可提高深孔内镀层的均匀性。酸性镀铜液中常加入一定量的极化剂和去极化剂，T.Pearson以周期换向电流沉积时，在高电流区(>2A/dm2)极化剂聚醚有很强的促使阴极电势向负移的作用；在低电流区(<2A/dm2)多硫化物的去极化功能还有效。两者的协同，表现为比直流电沉积方式更优的分散能力。采用周期换向脉冲时，反向脉冲电流使表面荷正电的较大的粒子更易从电极表面脱附，同时，反向脉冲电流对基质金属的溶解作用，也会促进粒子的脱附，因此镀层中复合粒子尺寸最小。同直流镀层相比，脉冲电镀的镀层通常具有更高的硬度以及更好的耐磨、减摩和耐蚀性能。
脉冲电镀所依据的化学原理主要是利用电流(或电压)脉冲的张弛来增加阴极的活化极化和降低阴极的浓差计划，从而改善镀层的物理化学性能。在直流电镀时，阴极表面附近液层中的金属离子不断被沉积，不可避免会引起浓差极化和析氢等副反应。在脉冲电镀条件下，金属的电结晶过程与在直流电镀时的规律是一样的。在电流导通时，由于峰值电流密度比直流电镀时的电流密度高的多，从而导致高的过电势，结果使成核几率大大提高，使的沉积层的晶粒细化[21]
参考文献
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