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收到2002年7月24 。接受訂正2003年6月10關(guān)鍵詞：鈷，銅合金，電沉積，甘氨酸浴摘要我們主要是把陰極極化，陰極電流效率， Co Cu合金的組成和結(jié)構(gòu)作為一個整體的部分，與電流密度和溫度進行了研究。電沉積過程所用的溶液有硫酸銅230。 5H2O的， CoSO4 7H2O ， Na2SO4和NH2CH2COOH 。陰極電流效率的沉積速率非常高，且隨著溫度和渡液中的CU+的增加而增加，而且隨著電流密度的減小而減小。在甘氨酸浴銅鈷合金的規(guī)律是可以分類的。合金的組成和特征形貌是可以從陽極溶出和X 射線衍射技術(shù)得到的。我們得到的數(shù)據(jù)表明，沉積出來的合金是一個單一的固溶體相的面心立方（ FCC ）的結(jié)構(gòu)。1 導(dǎo)言電沉積CuCo合金具引起人們極大的興趣，因為它們適用于多種工業(yè)應(yīng)用。CuCo合金中鈷的含量高時可以起到很好增加他們的性能[1,2] 。如鎳銅合金，它們的特點是良好的耐蝕性[3,4]。近年來，CO Cu合金已被廣泛用作非磁性物料和電阻裝置[5] 。
過去，電沉積鈷銅合金很少受到關(guān)注。 Fink和Hutton [6] 解決了銅和鈷硫酸鹽的結(jié)合問題。但是它們的沉積物是不均勻的，包括白色和紅色的區(qū)域。Shuisheng [7] ％的銅鈷合金。 [8] Fink從焦磷酸鹽的環(huán)境中制得 CuCo合金。這種方法的實現(xiàn)是包含300g/L K4P2O7和 30g/L CoCl6H2O及CuSO4 .5H2O從1—20g/L滴定測量。 [ 9 ] Antonetal從檸檬酸浴中制得了合金，并研究了影響電鍍參數(shù)，如元素復(fù)合化，工作電極電位和渡件的強度等。Gomez等人 [10]采用另一檸檬酸浴的方法，在電結(jié)晶銅/鈷成分調(diào)制多層膜電位的條件下， M檸檬酸鈉， M M硫酸銅組成。檸檬酸被用來保持溶液pH值，以盡量減少析氫過程中沉積，讓實驗在意個穩(wěn)定的環(huán)境中進行。 而一些實驗者研究了脈沖電鍍銅鈷合金。他們采用了不同的電解質(zhì)，如硫酸鹽和氨基磺酸和無硼酸酸。他們的優(yōu)勢在于他們還使用了表面活性劑和增白劑 [11,14] 。
最常見的電鍍環(huán)境是在絡(luò)合氰化物中沉積，而且Cu是從黃銅， 青銅和三元合金中得到的。主要缺點這種環(huán)境是他們有毒性。其他各種絡(luò)合劑已經(jīng)被使用。如fluoborates ， sulfamates ， tartrates ， citrates和gluconates 。這些絡(luò)合劑無毒，而且比氰化物容易處理。目前的工作是研究電沉積CoCu合金在堿性甘氨酸浴池中進行。這種浴池不僅便宜，而且環(huán)境非常。影響浴組成和一些操作參數(shù)對陰極極化和陰極電流效率的影響都是可以控制的。而且沉淀物的構(gòu)成和質(zhì)量也是可以被檢測到的。2 實驗細(xì)節(jié) 鈷銅合金浴池的組成成分是： MH2SO4 5H2O的， M CoSO47H2O ， NH2CH2COOH 。所有的實驗采用新鮮蒸餾水和分析級試劑。 pH值采用硫酸或氫氧化鈉調(diào)整，使用費希爾科學(xué)pH計測量。 實驗裝置包括一個矩形有機玻璃電鍍槽，陰極為不銹鋼片和陽極為鉑電極。陰極鋼片中各元素的百分比是C 。Si 。Mn02. 30 。 P 。 Al （本地產(chǎn)品埃及鋼鐵公司） 。 3厘米。陰極金剛砂紙打磨，用蒸餾水沖洗，沖洗后乙醇中保存。沉積過程在穩(wěn)定中的環(huán)境中進行。實驗溫度用溫度計時刻測量并監(jiān)視，溫度為空氣溫度177。1。電鍍時間為15分鐘，電鍍完成后取下陰極，用蒸餾水沖洗，干燥和稱重。合金成分通過原子吸收光譜法（ AAS法）擴增儀模型2380來測量，完成后將合金放在濃鹽酸（ 32 ％ ）中和用蒸餾水稀釋溶液用蒸餾水至100毫升。 陰極極化的電流測量由三個電極完成。，鉑絲作為陽極和甘汞電極作為參比電極。用電位儀測量工作電極電位） 。我們采用二毫安電位增量并測量出相應(yīng)的電極電位。 在三電極中。另外兩電極是鉑電極和甘汞電極。這些電極的中間的設(shè)備還有穩(wěn)壓器（型號273 ）和、XY 記錄顯示器（型號0091 ） 。合金會慢慢的從浴池中沉淀到鉑碳電極上。每個試樣沉積完成后從鍍液中取出直接用線性掃描伏安掃描（10毫伏）。研究所鍍鍍層的形貌和金相時使用西門子X射線衍射儀。（35千伏和15安培）。3 結(jié)果和討論 陰極極化圖1顯示了沉積銅（曲線a ） ，鈷（曲線b ）和CuCo合金（曲線c ）在相同的條件的電流陰極極化曲線。每一個金屬都有兩極分化現(xiàn)象。電流從簡單到復(fù)雜的供給，而且伴隨電解質(zhì)極化現(xiàn)象的增加。銅主要是以[Cu（ NH2CH2COO ）2 ]復(fù)合成存在的，另外和其他的一些復(fù)合物存在。鈷主要存在于[CO（ NH2CH2COO ）2 ]中[15] 。在低電流密度（低于24mA/cm2） ， 銅的極化曲線比鈷的正電位高， 銅沉積的開始，早比鈷沉積。這一結(jié)果表明，銅在這個系統(tǒng)中是沉積電位是比較高的金屬。在高電流密度（以上24 mA/cm2 ） ， 從銅和鈷極化曲線觀察， 這可能歸因于大量增加氫，從而增加了鈷的含量。圖1在低電流密度情況下，合金的極化曲線位于純金屬極化曲線的側(cè)?？赡苁? 于自由能變化或某些動力學(xué)因素導(dǎo)致合金元素的電位 低于純金屬。然而，在高電流密度， 合金的極化曲線在這些母體金屬的中間。鈷的加入增加了銅的電位相對與他們單個存在的情況下 在一定的電流密度范圍內(nèi)[ 16 ]，每種金屬和氫的極化曲線在沉積的從而可以計算出合金成分在電。計算時所用的銅，鈷和氫的極化曲線在圖1中顯示（在虛線曲線） 。從不同金屬的陰極計劃曲線便可以得出不同金屬的沉積曲線。沉積已經(jīng)開始出現(xiàn)了轉(zhuǎn)移，還可以看出鈷的沉積效果比銅的較好。很明顯，局部電流密度對Cu有優(yōu)勢，因此，銅的沉積選擇共同沉積為擇優(yōu)選擇。鈷的沉積率低于銅，但高于析氫率。 圖2 圖3圖2表明，陰極極化的合金沉積量的增大，隨甘氨酸濃度的增加而增加。這主要是由于在甘氨酸增加了銅和鈷的混合。而且增加浴池中的溫度可以降低陰極極化。圖3表明，這是由于減少了活化極化從而減少進程。另一方面，增加溫度可以使陰極擴散層的擴散速度。這便降低了極化速度。 陰極電流效率和銅鈷合金的含量作為一個變量，把他們的關(guān)系變現(xiàn)在圖4—圖8上。一般情況下，陰極電流效率隨銅鈷合金的增加而增加，但由于氫離子的加入，并沒有達到