電化學(xué)方法構(gòu)建多孔金屬薄膜及性能研究.pdf

1、多孔金屬材料由金屬骨架與孔洞結(jié)構(gòu)組成，即在金屬內(nèi)部大量分布隨機(jī)或有方向性的孔洞，金屬骨架也可由一定的孔洞構(gòu)成。多孔金屬具有密度小、剛度大，能量吸附性好，比表面積大等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用在催化、傳感、熱交換等領(lǐng)域。在慣性約束聚變（ICF）實(shí)驗(yàn)中，雙殼層靶的內(nèi)層為微型的多孔結(jié)構(gòu)，為了將納米多孔金屬有效的應(yīng)用到ICF雙殼層靶中，控制靶材內(nèi)層多孔材料的微結(jié)構(gòu)、降低密度、增大比表面積顯得尤為重要。本課題的目的在于制備這種在ICF實(shí)驗(yàn)具有應(yīng)用潛能多孔

2、金屬薄膜。
　　本課題概括了納米多孔金屬的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用，并詳細(xì)介紹了氫氣泡模板法與脈沖腐蝕去合金化制備納米多孔金屬的原理及其方法。分別介紹了高電流密度下以氫氣泡為模板制備多孔銅、鎳、鐵薄膜以及單脈沖與雙脈沖腐蝕去合金化制備多孔銅，并通過(guò)X射線衍射儀（XRD）、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）、能量彌散X射線譜（EDS）、電化學(xué)工作站等測(cè)試手段，對(duì)納米多孔金屬的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析與表征。
　　本文通過(guò)兩種電化學(xué)途徑制備多孔

3、金屬薄膜。第一種是利用氫氣泡模板法改性制備多孔金屬銅、鎳、鐵，研究沉積條件、添加劑等對(duì)三維多孔金屬薄膜形貌和孔壁結(jié)構(gòu)的影響。在鍍銅液中添加0.2wt％的十二烷基硫酸鈉（SDS）陰離子型表面活性劑可獲得形貌良好的多孔銅；在鍍鎳液中加入0.05M H2SO4得到的多孔鎳孔徑急速降低，孔壁變??；另外首次制備了高純的多孔鐵薄膜，并在鍍液中加入H2SO4獲得的多孔鐵顆粒為螺旋狀生長(zhǎng)方式。
　　第二種是采用電化學(xué)腐蝕去合金化法制備多孔金屬銅，

4、利用脈沖電源腐蝕Cu-Zn合金，其中脈沖腐蝕又分為單脈沖與雙脈沖，主要從脈沖條件、添加劑等方面對(duì)多孔鍍層進(jìn)行討論。單脈沖獲得多孔銅的微觀形貌類似于多孔的薄霧狀，孔徑為納米級(jí)，孔壁較薄，而雙脈沖獲得的多孔銅孔洞交錯(cuò)無(wú)序，大小不一，且腐蝕的厚度深，孔徑分布在200nm左右，其中多孔薄膜表面有一些較大的銅顆粒沉積，通過(guò)在電解液中加入EDTA、HCl等添加劑來(lái)改善多孔金屬形貌。另外實(shí)驗(yàn)還對(duì)Cu-Zn合金鍍層的合成做了詳細(xì)的探討分析，確定鍍液中C