電結(jié)晶過程之所以不同于一般的過飽和溶液等的結(jié)晶現(xiàn)象電結(jié)晶過程之所以不同于一般的過飽和溶液等的結(jié)晶現(xiàn)象,是因為有電場的影響存。電場直接影響結(jié)晶過程,電極電位決定成核的方式和鍍層沉積生長的動力學;電場會間接地通過影響反應區(qū)的局部環(huán)境,例如析氫導致 值變化,改變反應區(qū)的溫度而使沉積物改變;也可能促使形成氧化物、氫氧化物夾雜等等。在許多情況下,各種型的間接影響都可能在不同程度上同時存在。
一般地說,可以把電結(jié)晶與進程分成兩個階段。即成核或形成單原子層覆蓋,然后是生長。所以基體材料便有重要的影響。交換電流大的金屬,溶液純而離子濃度低時,通常沉積層易于松散、毛糙或生成技晶;反之,交換電流小,離子濃度高并有表面活性物質(zhì)存在時,有利于獲得致密的鍍層。表面活性劑的吸附,對成核和細化晶粒的影響很大,而且電流密度低時效果更明顯。鍍速過快時吸附往往滯后。因此在鍍液內(nèi)電場影響下吸附的機制便也有重要的影響。早期的研究似乎不考慮或否定了陰離子對電沉積過程的影響,但實際上近年來通過瞬態(tài)法的研究己經(jīng)證明陰離子也影響電結(jié)晶,并且其影響比陽離子要復雜。例如陰離子在電鍍?nèi)芤簝?nèi)存在的種類和離子強度對鍍鎳等確實有紛雜而且明顯的影響電鍍機。
沉積出來的粒子在電極表面上形成單原子覆蓋或者薄原子層,本來可以看做僅僅是理論研究中所確定的電結(jié)晶過程機理中的一個階段,然而,隨著上世紀末科學技術(shù)和生產(chǎn)特別是l’l’產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,微觀領域?qū)嶋H工程的重要性突顯出來。薄薄的單原子層覆蓋的性狀或納米級的結(jié)構(gòu),已不是一個單純的理論研究問題,而是會直接影響產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量的問題。雙脈沖電源例如,磁阻器件要求沉積的薄模或交替薄層具備所要求的特性;而研究表明,如果銅沉積在晶粒均勻的鉆上,得到的鍍層為f(?。ǎ航Y(jié)構(gòu),分布均勻;反之,鉆鍍在銅上,銅表面即使顯露的是均勻的伽:結(jié)構(gòu),沉積出的鉆在部分面積上呈,結(jié)構(gòu),而另一部分面積則形成角:結(jié)構(gòu)并可能帶有很大形變。同時后者分布均勻而前者實現(xiàn)露頭。利用脈沖電流來代替直流可以使兩Cu鍍層的晶粒轉(zhuǎn)成納米級(晶粒尺寸2.5一28.5un,或更細)也可以用于交替多層型的薄膜,以及形成納米層次的階梯。