金属电沉积 原理与研究方法PDF电子书下载

目录 1

第一章 电极过程动力学基础 1

第一节 电极电位 1

一、电极 1

二、电极电位 2

三、电极电位在电镀工艺中的应用 5

第二节 金属／电解质溶液界面的基本性质 7

一、双电层的发生 8

二、研究双电层的主要实验方法 9

三、双电层结构理论 13

四、零电荷电位 20

第三节 电化学极化 21

一、电化学反应动力学 23

二、电化学过电位 26

三、ψ1电位对电化学反应速度的影响 29

四、氢析出反应的电化学过电位 30

五、金属电沉积的电化学过电位 35

六、电化学极化电阻 42

第四节 扩散过电位 43

一、液相传质过程若干基本概念 43

二、稳态扩散电流和扩散过电位 46

三、对流扩散 49

四、非稳态扩散 53

五、滴汞电极上的扩散过程 56

六、扩散电阻和扩散阻抗 59

第五节 反应过电位 64

一、反应过电位的定义 64

二、均相前置反应 65

三、均相平行反应 67

四、均相随后反应 69

五、反应物吸附或产物脱附步骤引起的过电位 69

六、反应电阻和反应阻抗 71

一、金属自溶解过程 73

第六节 金属的自溶解、阳极溶解和钝化 73

二、金属阳极溶解 77

三、金属阳极钝化 78

一般参考书 81

参考文献 81

第二章 金属络离子的阴极还原过程 83

第一节 金属络离子的稳定性 84

一、络合平衡 84

二、络合本系的平衡电位 91

三、络合物稳定常数的极谱测定法 94

第二节 金属络离子阴极还原的动力学和机理 97

一、受电荷传递反应控制的情况 99

二、受前置化学反应控制的情况 113

三、混合配体络离子的阴极还原 118

第三节 金属络离子的结构与放电动力学的关系 124

一、金属络离子的反应活性 124

二、金属络离子的结构与电极过程速度的关系 129

参考文献 132

第一节 特性吸附现象 135

一、无机离子的特性吸附 135

第三章 吸附在电沉积中的作用 135

二、有机物的特性吸附 140

第二节 吸附热力学 152

一、无机离子的特性吸附量的测定 152

二、表面活性物质的吸附等温线 157

三、吸附自由能 162

四、有机物吸附的φрумкин理论 169

第三节 吸附动力学 174

一、扩散控制的吸附过程 175

二、对流扩散控制的吸附过程 176

三、吸附步骤控制的吸附过程 177

一、表面活性物质吸附对金属离子放电过程的阻化作用 178

第四节 表面活性物质吸附对电极过程的影响 178

二、表面活性物质吸附对氢析出过程的影响 187

三、表面活性物质对金属阳极溶解的影响 191

四、选择表面活性物质的一般原则 192

一般参考书 193

参考文献 194

第四章 金属电结晶 197

第一节 金属晶格与晶体缺陷 197

一、球密堆积与金属晶格 197

二、晶向指数与晶面指数 200

三、晶体缺陷 203

第二节 理想晶面上的金属电结晶 207

一、二维成核式的生长机理 207

二、二维晶核的临界尺寸与生成能 210

三、二维成核式生长的动力学 213

四、单核生长与多核生长的暂态特征 216

五、三维晶核模型 220

第三节 螺旋位错在电结晶中的作用 221

一、螺旋位错生长机理 221

二、稳态螺旋生长时的电流－过电位关系 223

三、螺旋生长的形貌 225

一、吸附原子表面扩散的实验证据 226

第四节 吸附原子的表面扩散 226

二、表面扩散动力学 229

三、直接沉积的动力学 233

第五节 宏观台阶的形成 233

一、台阶运动学理论 233

二、杂质吸附在集拢过程中的作用 237

三、宏观台阶的扩展与消失 238

一般参考书 240

参考文献 240

第五章 金属电沉积层的形态、结构与性能 242

一、典型的电结晶生长形态 243

第一节 电结晶生长形态 243

二、不同晶面上的电沉积速度 247

三、电沉积条件对生长形态的影响 249

第二节 电沉积层的织构 254

一、电沉积层与基体结晶取向的关系 254

二、影响织构的因素 258

三、择优取向理论 260

第四节 镀层的光亮度 268

第三节 镀层的物理－机械性能 269

一、评定性能的主要参数 269

二、镀层的结构组织与性能的关系 273

三、内应力理论 277

四、电沉积条件对镀层性能的影响 282

一、决定光亮度的表面结构因素 288

二、添加剂的整平作用 292

三、添加剂的增光作用 303

一般参考书 305

参考文献 305

第六章 合金电沉积 309

第一节 金属共沉积的条件 310

一、共沉积金属的平衡电位 310

二、形成合金时组分金属的自由能变化 312

三、金属共沉积的极化电位 316

四、合金镀液 318

第二节 合金电沉积的动力学特征与镀层的组成 322

一、合金电沉积类型 322

二、电荷传递控制时的电流分配 324

三、传质控制时的电流分配 330

第三节 电沉积合金镀层的结构与物理性能 337

一、电沉积合金与热熔制备合金比较 337

二、电沉积合金的结构 339

三、具有特殊性能的合金镀层 346

参考文献 348

一般参考书 348

第七章 金属电沉积研究方法 350

第一节 电化学测试概述 350

一、电解液的净化 351

二、固体电极的预处理 353

三、电解池和电极的结构 355

四、电解池的等效电路 359

五、电化学测试方法的分类 360

第二节 恒电流法 365

一、电阻极化与双层电容的测定 367

二、电极反应动力学参数的测定 368

三、电结晶过程的研究 373

四、双脉冲法 375

第三节 恒电位法 377

一、电化学反应参数的测定 378

二、电结晶过程的研究 380

三、简单电化学反应的循环伏安图 383

四、欠电位沉积的研究 384

五、固体电极上吸附的研究 386

第四节 交流阻抗法 389

一、交流电的表示与运算法 390

二、简单电极反应的法拉第阻抗 392

三、阻抗的复数平面分析 400

四、复杂电极反应的法拉第阻抗 406

五、交流阻抗测试装置及原理 418

第五节 其他研究方法 426

一、光学显微术 427

二、椭圆术 429

三、光反射法 432

四、X射线衍射法 435

五、透射式电子显微镜 440

六、扫描电镜和电子探针 441

七、电子能谱 443

一般参考书 447

参考文献 448

附录 453

Ⅰ、水溶液中金属电极的标准电位（25℃） 453

Ⅱ、一些金属－金属微溶盐电极的标准电位（25℃，对标准氢电极） 454

Ⅲ、甘汞电极的电位（25℃，对标准氢电极） 454

Ⅳ、一些金属电极在水溶液中的零电荷电位（相对标准氢电极） 455

Ⅴ、氢阴极析出反应的常数a和b（20℃） 456

Ⅵ、某些金属络离子的逐级稳定常数和逐级累积稳定常数（对数值） 457

Ⅶ、一些金属络离子的标准电极电位和1gβn 458