鋅電解沉積物復(fù)雜生長(zhǎng)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(chǎng)、外加磁場(chǎng)等)的不同，會(huì)產(chǎn)生很多復(fù)雜形態(tài)的沉積物。這些沉積物生長(zhǎng)形態(tài)的形成機(jī)制和演化規(guī)律的認(rèn)識(shí)，對(duì)于理解遠(yuǎn)離平衡條件下的生長(zhǎng)過程和物理本質(zhì)有重要意義。 本文在近二維的生長(zhǎng)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(duì)沉積物生長(zhǎng)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(duì)電解沉積

2、物生長(zhǎng)形態(tài)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，沉積物生長(zhǎng)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(zhǎng)形貌主要取決于沉積物生長(zhǎng)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(yáng)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(duì)沉積物生長(zhǎng)形態(tài)的影響。實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)，并且雜質(zhì)小顆粒的形態(tài)不影響從其

3、生長(zhǎng)出的沉積物形態(tài)；陽(yáng)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(zhǎng)形態(tài)的沉積物，再一次證明了H<'+>濃度的變化對(duì)于影響電解沉積物的生長(zhǎng)形態(tài)是至關(guān)重要的。 (3)研究了外加磁場(chǎng)對(duì)電解沉積生長(zhǎng)形態(tài)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，沉積物分枝在磁場(chǎng)作用下呈螺旋狀彎曲生長(zhǎng)。分析認(rèn)為，在薄層電解液中的沉積物分枝彎曲生長(zhǎng)主要是因?yàn)榇艌?chǎng)引起的電解液對(duì)流沖擊形核生長(zhǎng)的小晶粒