鋅電解沉積物復(fù)雜生長形態(tài)的研究.pdf

1、在電化學(xué)沉積過程中，隨沉積條件(電解池的幾何形狀、外加電壓、電解液濃度、溶液的PH值、重力場、外加磁場等)的不同，會產(chǎn)生很多復(fù)雜形態(tài)的沉積物。這些沉積物生長形態(tài)的形成機制和演化規(guī)律的認識，對于理解遠離平衡條件下的生長過程和物理本質(zhì)有重要意義。 本文在近二維的生長條件下，以ZnSO<,4>水溶液作為電解液電解沉積金屬鋅，研究了不同電解沉積條件對沉積物生長形態(tài)的影響，主要結(jié)論如下： (1)研究了電解液濃度和外加電壓對電解沉積

2、物生長形態(tài)的影響。實驗結(jié)果表明，沉積物生長形態(tài)隨著外加電壓和電解液濃度的不同而發(fā)生變化，且沉積物生長形貌主要取決于沉積物生長界面離子的濃度分布以及離子的傳輸方式和速度。 (2)研究了電解液中不同雜質(zhì)(預(yù)先放置不同形態(tài)的鋅沉積物小顆粒、陽極溶解的Cu<'2+>、鋅離子水解產(chǎn)生的H<'+>以及另外加入的H<'+>等)對沉積物生長形態(tài)的影響。實驗發(fā)現(xiàn)沉積物可以從預(yù)先放置于電解液中的鋅沉積物雜質(zhì)小顆粒生長，并且雜質(zhì)小顆粒的形態(tài)不影響從其

3、生長出的沉積物形態(tài)；陽極溶解的Cu<'2+>和鋅離子水解產(chǎn)生的H<'+>是得到DLA分形形態(tài)沉積物的關(guān)鍵因素；改變?nèi)芤褐蠬<'+>濃度，得到不同生長形態(tài)的沉積物，再一次證明了H<'+>濃度的變化對于影響電解沉積物的生長形態(tài)是至關(guān)重要的。 (3)研究了外加磁場對電解沉積生長形態(tài)的影響。實驗結(jié)果表明，沉積物分枝在磁場作用下呈螺旋狀彎曲生長。分析認為，在薄層電解液中的沉積物分枝彎曲生長主要是因為磁場引起的電解液對流沖擊形核生長的小晶粒