电镀纳米金属多层膜研究现状
2024年电镀工艺市场前景分析
电镀工艺市场前景分析引言电镀是一种通过电化学反应在工件表面镀上一层金属薄膜的过程。
电镀工艺在各个领域都有广泛的应用，包括汽车制造、电子设备、家居用品等。
本文将对电镀工艺市场的前景进行分析。
电镀工艺市场现状目前，电镀工艺市场已经取得了快速的发展。
随着消费者对产品外观的要求不断提高，对于具有光泽、抗腐蚀和耐磨性的表面处理工艺的需求也越来越高。
这促使了电镀工艺市场的不断扩大。
电镀工艺市场的发展趋势1.环保电镀工艺的兴起：传统的电镀工艺中使用的化学物质对环境造成了污染。
随着环境保护意识的增强，环保电镀工艺逐渐兴起。
这种工艺使用环保的化学物质或者替代品来实现电镀过程，减少了对环境的影响，符合现代社会的可持续发展要求。
2.新材料的应用：随着科技的不断进步，新材料的应用逐渐渗透到电镀工艺中。
比如，纳米材料的应用可以提高电镀膜的硬度和光泽度，使得涂层更加耐用和美观。
3.自动化生产线的普及：随着自动化技术的发展，电镀工艺生产线逐渐实现了自动化。
自动化生产线提高了生产效率、减少了人力成本，同时还能提供更加稳定和一致的工艺质量。
4.定制化需求的增加：消费者对产品的个性化和定制化需求也在不断增加。
电镀工艺可以通过调整电流密度、镀液成分等参数来实现不同的表面效果，满足消费者的需求。
电镀工艺市场的机遇与挑战电镀工艺市场的发展面临着一些机遇和挑战。
机遇包括技术进步的推动、市场需求的扩大以及国内外市场的开拓。
然而，挑战也是存在的，比如环保要求的提高、竞争压力的增加以及技术创新的速度等。
总结电镀工艺市场在不断发展的过程中，面临着机遇和挑战。
随着环保意识的提高、新材料的应用和自动化生产线的普及，电镀工艺市场的前景非常广阔。
然而，我们也需要应对挑战，持续推进技术创新，满足市场不断变化的需求。
注意：本文仅为作者个人观点，仅供参考，不构成投资建议。
电镀行业发展现状
电镀行业发展现状
电镀行业作为一种先进的表面处理工艺，对于提高材料的耐腐蚀性能和装饰性能具有非常重要的作用。
当前，电镀行业在我国表面处理工艺中占据着重要地位，得到了快速发展。
电镀行业的发展现状主要体现在以下几个方面：
首先，在技术方面，电镀技术得到了持续改进和创新。
传统的电镀工艺主要是通过直接电解金属离子来实现镀层的形成。
然而，随着科学技术的不断发展，新型电镀技术如真空电镀、等离子体电镀等相继应用于工业生产中。
这些新技术不仅加快了镀层的成膜速度，还能够在复杂形状的工件上实现均匀的镀层厚度。
其次，在材料方面，电镀行业逐渐向环保、节能的方向发展。
在过去的几十年里，由于电镀液中的有机物和重金属的排放，电镀行业受到了环境污染问题的困扰。
然而，通过改革电镀液配方以及引入新型材料，如无铬电镀液等，电镀行业实现了环境污染减少和能源消耗降低。
再次，在市场方面，电镀行业的需求量逐年增加。
电镀行业不仅服务于传统的制造业，如汽车、电子、航空等行业，还广泛应用于家庭用具、建筑材料、装饰品等各个领域。
随着人们对产品外观质量要求的提高和新兴产业的发展，电镀行业的市场前景广阔。
最后，在品牌建设方面，一些电镀企业不断提升品牌影响力和
市场竞争力。
通过加强企业内部管理、提高生产工艺和产品质量，一些电镀企业在市场上取得了良好的口碑和信誉，成为行业的领军企业。
总的来说，电镀行业发展现状正处于快速发展期。
随着科技的不断进步和市场的不断需求，电镀行业将进一步发展壮大，为社会经济的发展做出更大的贡献。
同时，电镀行业也面临着环境保护和技术创新等方面的挑战，需要持续关注和解决。
纳米涂层的市场前景与应用研究
纳米涂层的市场前景与应用研究在当今科技飞速发展的时代，纳米技术作为一项具有革命性的创新领域，正不断地为各个行业带来全新的机遇和变革。
其中，纳米涂层以其独特的性能和广泛的应用前景，逐渐成为了市场关注的焦点。
纳米涂层，顾名思义，是将涂层材料以纳米尺度进行处理和应用，从而赋予涂层前所未有的性能和功能。
与传统涂层相比，纳米涂层具有更优异的耐磨、耐腐蚀、防水、防污、抗菌等特性，这使得它在众多领域展现出了巨大的应用潜力。
从市场前景来看，纳米涂层的发展呈现出一片繁荣的景象。
随着制造业的不断升级和对产品质量要求的日益提高，对于具有高性能保护涂层的需求持续增长。
例如，在汽车工业中，纳米涂层可以用于提高汽车零部件的耐磨和耐腐蚀性能，延长使用寿命，减少维修成本。
在电子行业，纳米涂层能够增强电子产品的防水和防尘能力，提高产品的可靠性和稳定性。
此外，航空航天、医疗器械、能源等领域对纳米涂层的需求也在不断扩大。
据市场研究机构预测，未来几年纳米涂层市场将保持较高的增长率。
这主要得益于技术的不断进步、成本的逐渐降低以及市场对高性能涂层的持续需求。
同时，政府对环保和可持续发展的重视也为纳米涂层的发展提供了政策支持。
例如，一些国家出台了严格的环保法规，要求企业减少污染物排放，而纳米涂层在某些情况下可以替代传统的化学处理方法，减少对环境的污染。
在应用方面，纳米涂层已经取得了众多令人瞩目的成果。
在建筑领域，纳米涂层可以应用于玻璃表面，使其具有自清洁功能。
这种自清洁玻璃能够利用阳光中的紫外线分解表面的污垢，雨水一冲即可保持干净，大大降低了建筑物的清洁成本。
同时，纳米涂层还可以用于提高建筑材料的防水和抗风化性能，延长建筑物的使用寿命。
在纺织行业，纳米涂层可以赋予纺织品防水、防油、防污和抗菌等功能。
例如，户外运动服装经过纳米涂层处理后，可以在恶劣的天气条件下保持干爽和清洁，同时具有抗菌性能，减少异味和皮肤感染的风险。
在能源领域，太阳能电池板表面的纳米涂层可以提高其光吸收效率，从而增加发电量。
2024年纳米薄膜市场前景分析
2024年纳米薄膜市场前景分析引言纳米薄膜是一种在表面上形成的非常薄的材料层，其厚度通常在纳米尺度范围内。
纳米薄膜具有许多独特的物理和化学特性，因此在众多领域都有广泛的应用。
本文将对纳米薄膜市场的前景进行分析，并探讨其发展趋势。
市场概况近年来，纳米薄膜市场呈现出快速增长的趋势。
纳米薄膜广泛应用于电子、光电、医疗等领域，推动了市场的发展。
随着科技的进步和对高性能材料需求的不断增长，纳米薄膜市场前景十分广阔。
市场驱动因素1. 科技进步随着科技的发展，纳米技术的应用得到越来越广泛的推广。
纳米薄膜作为纳米技术的一种应用形式，具有优异的性能和潜在的商业价值，受到了科研机构和企业的高度关注。
2. 产业需求纳米薄膜的广泛应用领域，使其在各个行业中都有巨大的市场需求。
例如，纳米薄膜在电子设备中的应用可以提高器件性能，满足消费者对高性能产品的需求；在医疗器械中的应用可以改善医疗效果，提高患者的治疗体验。
3. 环境保护要求纳米薄膜具有一些特殊的功能，例如防污、防腐等，可以提高材料的使用寿命和环境适应性。
在环境保护要求日益提高的今天，纳米薄膜在建筑、汽车等领域的应用将会得到更多关注。
市场挑战1. 技术难题纳米薄膜的制备技术是纳米技术的核心之一，制备工艺的复杂性和技术门槛限制了纳米薄膜市场的发展。
需要继续推动纳米薄膜制备工艺的研究和创新，提高制备效率、降低成本，以满足市场需求。
2. 材料选择纳米薄膜材料的选择对市场前景有重要影响。
目前，一些常用的纳米薄膜材料具有较高的成本和工艺要求，限制了市场的发展。
需要研发出更多适用性强、成本低的纳米薄膜材料，以扩大市场规模。
3. 安全性和环境影响纳米材料的安全性和环境影响一直是关注的焦点。
在纳米薄膜市场发展过程中，需要重视相关的安全评估和环境保护措施，以保障产品的质量和可持续发展。
市场前景虽然纳米薄膜市场面临一些挑战，但由于广泛的应用领域和不断增长的市场需求，纳米薄膜市场仍具有良好的前景。
国内电镀行业现状调查报告
国内电镀行业现状调查报告一、调查目的电镀工艺是一种将金属或其他材料通过电解的方式在另一种金属或其他材料表面形成一层薄膜的技术。
本次调查旨在了解国内电镀行业的发展现状，分析存在的问题，并提出相应的对策建议。
二、调查方法本次调查采用问卷调查的方式，面对国内电镀行业相关从业人员，调查内容包括行业发展现状、主要问题、发展趋势和解决对策等方面内容。
问卷共发放100份，有效回收95份。
三、调查结果分析1.行业发展现状根据调查结果显示，虽然国内电镀行业已有多年的发展历程，但仍然存在一些瓶颈。
有53%的受访者表示，目前国内电镀行业整体发展水平较低，技术水平和生产设备相对落后。
只有15%的受访者认为行业水平较高，技术水平和设备较为先进。
另外，有32%的受访者认为处于中等水平。
2.主要问题分析在调查过程中，我们了解到一些主要问题，其中包括：（1）环保问题：有70%的受访者认为，目前国内电镀行业在环保方面存在问题，排污量大、排放标准不达标等情况较为普遍。
（2）技术问题：有45%的受访者认为电镀行业技术水平不高，生产工艺相对简单，缺乏创新能力。
（3）市场竞争激烈：有60%的受访者表示，国内电镀行业市场竞争激烈，同质化产品较多，价格战普遍存在。
（4）人员培训问题：有35%的受访者认为，国内电镀行业缺乏高素质的从业人员，人才培养存在问题。
3.发展趋势分析有70%的受访者认为，未来国内电镀行业有望实现技术升级和产品结构优化，向高端市场方向发展。
同时，近50%的受访者表示，环保意识增强，环保要求将成为行业发展的重要因素。
此外，35%的受访者认为，行业将逐渐向自动化、智能化方向发展。
四、对策建议1.提升技术水平：加大对电镀行业的研发投入，推动技术创新，提高生产工艺和设备的智能化水平。
2.加强环保措施：制定更加严格的排污标准，加强对行业的环保监管力度，推广绿色电镀工艺和设备。
3.增强市场竞争力：加大产品研发力度，提高产品品质和附加值，减少同质化竞争，向高端市场转型。
电镀行业行业报告分析
电镀行业行业报告分析电镀行业是指利用电化学方法将金属或非金属表面镀上一层金属或合金的工艺。
电镀工艺可以提高物品的耐腐蚀性能、美观性以及增加表面硬度，广泛应用于汽车、家电、电子产品、建筑材料等领域。
本报告将对电镀行业的市场规模、发展趋势、竞争格局以及未来发展方向进行分析。
一、市场规模。
电镀行业市场规模庞大，全球范围内的市场规模已经超过数千亿美元。
随着全球经济的发展和工业化进程的加速，电镀行业的市场需求不断增加。
特别是在汽车、航空航天、电子产品等领域，对电镀产品的需求持续增长。
中国是世界上最大的电镀产品生产和消费国家，拥有庞大的市场规模和潜力。
中国的电镀行业市场规模已经超过千亿人民币，而且还在不断增长。
随着中国制造业的升级和转型，对高品质电镀产品的需求也在不断增加。
二、发展趋势。
随着环保意识的提高和环保法规的不断加强，电镀行业的发展趋势主要体现在两个方面，一是向环保型电镀技术的转变，二是向高附加值产品的转型升级。
在环保型电镀技术方面，传统的电镀工艺会产生大量的废水和废气，对环境造成严重污染。
因此，绿色环保型电镀技术成为行业发展的必然趋势。
例如，采用无铬镀锌、无镍镀铜等环保型电镀技术已经成为行业的热点。
这些技术不仅符合环保要求，而且可以提高产品的质量和性能，受到市场的青睐。
在产品升级方面，电镀行业正朝着高附加值产品的方向发展。
传统的电镀产品主要是为了提高防腐性能，而现在，越来越多的产品要求不仅具有良好的防腐性能，还要求具有良好的导电性、导热性、耐磨性等性能。
因此，电镀行业需要不断提高技术水平，开发出更加高性能的电镀产品，以满足市场的需求。
三、竞争格局。
电镀行业竞争激烈，主要体现在技术创新、产品质量和成本控制上。
在技术创新方面，各家企业需要不断提高研发能力，开发出符合市场需求的新产品和新工艺。
在产品质量方面，企业需要加强质量管理，确保产品的稳定性和可靠性。
在成本控制方面，企业需要降低生产成本，提高竞争力。
国内电镀行业现状调查报告
国内电镀行业现状调查报告近年来，随着国内工业的不断发展，电镀行业作为其中的重要一个环节，起着越来越重要的作用。
然而，电镀行业在快速发展的同时，也遭遇了不少问题，比如环保问题、技术瓶颈等等。
本文将通过对现状的调查，分析国内电镀行业的一些问题，并提出一些解决方案。
一、行业概况根据国内电镀协会公布的数据，我国目前拥有3万余家电镀企业，其中，规模较大的电镀企业约占10%，中小企业占90%。
但是由于我国电镀行业发展较晚，大部分企业的生产设备和生产工艺都比较落后，且鱼龙混杂、竞争激烈，导致行业整体水平与国际先进水平相比还存在一定的差距。
二、行业现状（一）环保问题近年来，环保问题已经成为了制约电镀行业发展的一个重要因素。
这主要表现在以下两个方面：1. 排放标准不达标。
由于一些中小企业的生产设备和技术水平较低，使得其排放的废水和废气无法达到国家的排放标准，导致严重的环境污染问题。
2. 处理成本较高。
目前，大部分电镀企业的环保处理费用较高，特别是对于中小企业来说，这种费用更是成为了一大负担。
随着环保压力的不断增大，对这些企业的影响也越来越大。
（二）技术瓶颈问题虽然电镀行业在国内拥有着广泛的应用场景，但是在技术方面，却与国际先进水平存在差距。
目前，中国电镀行业主要存在以下几个技术瓶颈问题：1. 规模化生产问题。
目前，国内大部分电镀企业仍然处于传统的手工电镀阶段，而无法进行规模化的生产，这也限制了他们的市场竞争力。
2. 新材料电镀问题。
由于新材料的应用越来越广泛，使得各种材料的电镀也变得越来越复杂。
目前，国内大部分电镀企业还无法实现对新材料的电镀。
3. 专业化人才问题。
在电镀行业，技术是企业生存和发展的基础。
然而，国内大多数电镀企业在人才方面的投入较少，导致技术水平难以提升。
三、发展建议（一）环保问题针对电镀行业中存在的环保问题，建议相关部门出台严格的排放标准和处理程式，对于达不到标准的企业进行整改或者关停。
同时，政府应该给予专项资金支持，帮助中小企业改善环保设施，减少环保处理成本。
2024年镀膜市场需求分析
2024年镀膜市场需求分析1. 简介镀膜作为一种常见的表面处理技术，在各个行业中得到广泛应用。
通过在物体表面形成一层薄膜，可以改善其光学、机械、化学等性能，提升产品的品质和附加值。
本文将对镀膜市场的需求进行分析，从行业发展趋势、市场规模、消费者需求等方面进行探讨。
2. 行业发展趋势随着现代科技的不断进步和应用范围的扩大，对功能性材料和高性能产品的需求不断增长，进而推动了镀膜市场的发展。
以下是镀膜市场的几个发展趋势：2.1 高科技产品的广泛应用高科技行业中的产品，如手机、平板电脑、相机等，对于外观的要求越来越高，而镀膜技术能够实现对产品表面的改良，提升其外观质量和耐用性，因此在高科技产品制造行业中的需求较大。
2.2 绿色环保要求的提高在环保意识逐渐增强的背景下，市场对于低污染、环保型的镀膜技术需求不断增加。
一些传统的镀膜技术可能使用有毒或有害物质，在制造过程中会产生大量废液和废气，给环境带来一定的污染。
因此，能够符合环保要求的新型镀膜技术将会更受市场欢迎。
2.3 光学领域的应用拓展随着光学技术的快速发展，对于光学材料和器件的要求也越来越高。
镀膜技术在光学领域中有着广泛的应用，比如镜片、滤光片、反射镜等的制备。
随着光学行业的发展，对于高精度、高透明度的光学镀膜需求不断升高。
3. 市场规模目前，全球镀膜市场规模正在逐年扩大。
根据市场调研机构的数据显示，2019年全球镀膜市场规模达到XX亿美元，并预计在未来几年内会保持较快增长的态势。
3.1 地区市场分析目前，全球主要的镀膜市场集中在北美、亚太地区和欧洲。
其中，亚太地区是最大的市场，其次是北美地区。
亚太地区的市场规模受到了工业生产和消费需求的双重推动。
3.2 行业应用分析镀膜技术在各个行业中都有广泛的应用，主要包括电子、光学、汽车、航空航天、建筑等。
其中，电子领域的镀膜需求最为突出，包括电子元件、显示器件、半导体器件等。
4. 消费者需求4.1 产品性能提升消费者对于产品性能的要求越来越高，镀膜技术作为一种能够提升产品性能的手段受到了广泛的关注。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
综 述电镀纳米金属多层膜研究现状T he Status of the Study of nm Metal Multi-Layer Plating桂 枫 姚素薇 (天津大学化工学院,天津300072)摘要: 介绍了纳米金属多层膜的研究现状,讨论了单槽法电镀纳米多层膜的原理和脉冲设计方法,简述了纳米多层膜的结构与特性,分析了纳米多层膜的发展趋势。
关键词: 纳米 金属 多层膜Abstract: T he Status of nm metal mult-i layer are stated,principles and pulse desig n method of nm mult-i layer plating with sing le-tank discussed,structure and characterist ics of nm mult-i layer outlined and its tr ends analyzed. Keywords: Nanometer Metal Multi-layer1 前言纳米材料是近年来发展起来的一种新兴材料,当粒子尺寸进入纳米量级(1~100nm)时,其本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而展现出许多特有的性质,在催化、滤光、光吸收、磁介质及新材料等方面有广阔的应用前景[1]。
纳米多层膜又称组分调制合金(Composition M odulated Alloys,简称CMA),它是指一种金属或合金沉积在另一种金属或合金上构成的成分和结构周期性变化,相邻两层厚度之和(称为调制波长 )为纳米尺寸的材料[2]。
这种材料因尺寸为纳米级,有大量的内界面,表现出 量子尺寸效应 ,所以具有特殊的光学、力学、电磁学、耐磨、耐蚀、巨弹性模量、巨磁阻效应等性能。
早在1921年Blum已利用两种不同的电解液制得金属多层膜,1949年Br enner在同一电解液中制得了Cu-Bi多层膜[3]。
近年来,由于对材料性能的要求不断提高并期望获得具有特殊性能的新材料,纳米多层膜已经成为材料学和物理学领域的热门研究课题。
现在,各国学者已制得Cu Ni[4]、Ru Co[5]、Co Cu[6]、N i N iP[7]、Ag Pd[8]等多层膜。
2 多层膜的制备方法目前,制备多层膜的方法主要有干法和湿法两种。
干法即物理方法,包括溅射、蒸镀等;湿法是通过电解质溶液电沉积多层膜的电化学方法[5]。
2.1 物理方法制备多层膜的物理方法主要有离子溅射、物理蒸镀、化学蒸镀和分子束外延成形等。
它们已成功应用于多层膜的制备,可以精确地控制多层膜各层的厚度。
但是,这些物理方法通常要求在高真空和高温条件下进行,对设备要求高、制备时间长、成本高、样品形状尺寸受到限制。
而且,物理方法制备多层膜时,到达基体的原子能量往往较高[3],难以避免无序生长和层间扩散。
另外,该法制备的多层膜厚度受到限制,难以满足许多性能的直接测试要求。
图1 双槽法制备多层膜示意图2.2 电化学方法相对物理方法而言,电化学方法具有成本低、易于操作、样品不受限制、制备时间短、厚度范围易于控制等优点。
此外,电化学方法要求的温度较低,可以有效地避免层间扩散。
电化学方法分为双槽法、液流法和单槽法三种。
双槽法是在含有不同电解质溶液的电解槽中交替电镀得到多层膜的方法。
图1为双槽法电镀多层膜的示意图[8],将阴极C周期性地在含金属离子A m+的电解槽1和含金属离子B n+的电解槽2之间移动,交替电镀即可获得A金属层和B金属层周期性分布的多层膜。
C.A.Ross详细地介绍了用双槽法制备Ni NiPx和N iPxNiPy的原理和设备[7]。
但是,因32000年1月 电镀与环保第20卷第1期(总第111期)为双槽法需将试样在不同电解槽之间移动,为减少和避免试样表面污染,对设备要求较高,现在很少采用。
液流法是将不同电解液周期性流过基体而获得多层膜的一种方法,该方法在交换电解液时,需对镀层表面进行清洗,这将使工作效率大大降低[10]。
另外,对于层厚为10nm 的多层膜而言,1 m 厚的镀层由100层金属层组成,这要求处理大量的溶液,不利于大规模生产[3]。
现在,多层膜的制备大都采用单槽法。
单槽法是将两种或几种活性不同的金属离子以合适的配比加入同一电解液中,控制沉积电位或电流,使其在一定范围内周期性变化,得到成分和结构周期性变化的膜层。
单槽法分为恒电流和恒电位两种方法。
图2为单槽法控电位和控电流电沉积纳米多层膜的原理示意图[11],图中曲线为阴极极化曲线,箭头所指方向为变正(如电极电位)或增大(如时间、电流密度)的方向。
(A )为恒电位沉积,(B)为恒电流沉积。
图中A 点,活性较大的金属离子(如Cu -Ni 体系中的铜离子)得电子还原成金属原子,B 点处二种金属离子发生共沉积(Cu -N i 体系中即生成Cu -N i 合金层)。
实验中,可以通过控制溶液中活性金属离子的浓度和电沉积条件,获得由纯金属层和含痕量活性金属的合金层组成的纳米金属多层膜。
图2 单槽法恒电流和恒电位脉冲设计示意图3 单槽法制备多层膜的电化学原理如前所述,单槽法具有双槽法和液流法所不具备的许多优点,所以,目前许多多层膜的制备都采用单槽法。
其原理如图3所示[11],在电解液中加入活性不同的两种金属离子A 和B(设A 的标准电极电位较B 的标准电极电位正),在电位V 1下,电位较正的金属离子A m+进行电沉积,在电位V 2下,发生金属离子A m+和B n+的共沉积,一般来说,为控制合金层中A 的含量,溶液中A 浓度应小于B 浓度的1%[7],这样所得到的合金层中A 的含量可以忽略。
另外,为充分分开两个沉积反应,金属A 和金属B的沉积电位差 V 应不小于0.1V [3]。
图3 单槽法制备多层膜原理图4 纳米金属多层膜的性能4.1 金属多层膜的电化学性能U.Co hen 等的研究表明[8],同普通复合材料相比,CMA 的耐蚀性会有一定的改善。
文献[2]研究对比了两种调制波长的Cu -N i 多层膜的阳极溶解曲线( 1=200nm, 2=6nm ),发现调制波长 为6nm 的纳米超晶格多层膜具有比亚纳米多层膜好的耐蚀性能。
另外,纳米多层膜材料还具有电催化性能,J.M.Feliu 等在完整的Pt (111)、(100)、(110)单晶电极上形成了Pd -Pt 和R h -Pt 多层膜结构,并用循环伏安法和电荷交换实验研究了该材料的性质,发现这种材料对离子的氧化和还原具有选择性。
4.2 金属多层膜的机械性能将合金在几个原子尺寸范围内进行调制形成多层膜后,将有可能获得具有优良机械性能的材料。
因为纳米尺寸的多层膜具有大量的内界面,限制了位错移动,所以,实验中获得某些镀种的多层膜具有良好的断裂强度、弹性、抗拉强度和耐磨性。
Ogden 等的研究表明[12],当多层膜的调制波长在几十nm 范围内时,多层膜的最大抗拉强度U T S (U ltimate T ensile Str ength)与多层膜的单层厚度有如下经验公式:T =600 t 0.18,其中,T 为最大抗拉强度(M Pa),t 为单层膜厚度( m)。
由公式可知,多层膜的抗拉强度随t 的减小而呈指数增加。
T.Foecke 等的研究也证明了上述结论,他们发现,当调制波长在几十个nm 以内时,其抗拉强度随调制波长的增加而线性增加;当调制波长超过几百nm 时,抗拉强度随调制波长的增加而减小。
对于Cu -N i 多层膜而言,当膜的厚度小于0.4 m 时,T 为其组分材料平均强度的两倍多,为N i 金属的1.75倍[12]。
因此,通过减小多4 Jan.2000 Electroplating &Pollution ControlVol.20No.1层膜的单层厚度,可以获得机械性能优良的新型材料。
O gden等同时发现,多层膜的延展性并未因t的减小而受到影响。
同其组分材料相比,多层膜在未损害材料的延展性的同时,强度大大增强了。
为解释这一现象,T.Foeck和K oeher分别给出了各自的数学模型[13]。
4.3 金属多层膜的电学、光学性能和巨磁阻效应M enezes[14]在25 C条件下研究了Cu-N i多层膜的电阻率与调制波长之间的相互关系时发现,电阻率随调制波长的变化趋势与最大抗拉强度的变化趋势相同,当 >2nm时,电阻率随 的增加而减小;当 <2nm时,电阻率随 的减小而减小。
其他多层膜如N-i Cu多层膜也发现类似现象。
Flevaris和L ogothet idis发现Cu-N i多层膜具有光学各向异性[15]。
文献认为[1]当多层膜的调制波长降低到6nm以下时,Cu和N i的晶格差别已经退化,形成了一种非常特殊的材料,与亚纳米多层膜相比出现了纳米多层膜的特殊光学性能和结构特性。
磁阻效应是指材料的电阻随外加磁场的变化而变化的现象,常用电阻改变值 R与磁饱和条件下的电阻(Rs)之比来描述。
自1986年Gr nberg发现在Fe Cr多层膜中相邻磁性层之间可以通过中间非磁性层产生反铁磁耦合及1988年法国的Baibich等在反铁磁耦合的Fe Cr多层膜中发现巨磁阻效应以来[16],磁性多层膜特别是巨磁阻的研究一直是磁学界的一个研究热点,巨磁阻的研究对开发具有广泛应用价值的新型电磁材料和器件具有极为重要的意义。
常规材料如玻莫合金,其磁阻仅为2%~3%,而1990年S.S.R.Park等制备出的Cu-Co多层膜,室温下磁阻比达65%,4.7K时可达到115%。
此外,其他多层膜如F e(Co,N i) Cu等都表现出巨磁阻效应。
这种材料能用于制造检测微弱外部磁场的高灵敏度磁阻传感器。
由此可见,纳米多层膜在自动测量、信息记录等领域有巨大的诱惑力和重要的应用前景。
5 发展方向到目前为止,各国学者对纳米多层膜的研究工作已取得了许多成果。
但是,在这一领域中,仍有不少问题有待于解决。
例如:电沉积方法制备的多层膜同物理方法(如溅射、蒸镀等)制备的多层膜性能是否一致仍有待于研究[4];很多多层膜的性能还未进行详细的研究;而在近年来研究较多的磁性能方面,虽已制备出多种具有磁性能的多层膜材料,但很多多层膜达到这一性能所需的外界条件较为苛刻;例如,虽然Cu-Co多层膜室温下巨磁阻效应可达80%,但要求的饱和磁场强度高达150Keo[17]。
综上所述,在未来的研究中,制备具有优良机械性能和电化学性能的材料,以及磁场灵敏度高、饱和磁场强度低但性能稳定的巨磁阻材料都将成为这一领域的研究焦点。
参考文献[1] 张立德,牟其美.纳米材料学.辽宁科学技术出版社.[2] 喻敬贤,陈永言,黄清安.材料保护,1997;30:1.[3] D M.Tench and J.T.W hite.J.Electrochem.Soc,1990;137(10):3061.[4] shmore an d M.P Dariel.J.Electrochem.S oc,1988;135(5):1218.[5] P.Juzikis,L Gudauiciute.J.Appli.Electrochem,1997;27:991.[6] Yukimi Jokoko,Statoshi Kashiw abara and Yas w noriHayashi.J.Electrochem.Soc,1997;144(1):L5. [7] C.A.Ross,L.M.Goldman and F.Spaepen.J.Electro-ch em.S oc,1993;140(1):91.[8] U.Cohen, F.b.Koch,and R.Sard.J.Electrochem.S oc,1983;130(10):1987.[9] Joseph Yahalom,Ori Zadok.J.M ater.S ci,1987;22:499.[10] 渡边澈,卦川正幸.表面科学,1993;14(9):47.[11] 久米道之,三宅猛司.表面技术协会第91回讲演大会要旨集.[12] Cameron Odgen.Plating and Surface Finishing,1986;5:130.[13] T Foecke,and shmore.Scri pta M etallurgica etM aterialia,1992;27:651.[14] M enezes S,Anh ders on D P.J.Electrochem.Soc,1990;137(20):140.[15] Fleraris N K,Logothetides S.Appl Phys.Lett,1987;50(22):1544.[16] 王 辉,金庆原,沈光华等.功能材料与器件学报,1998;5(1):71.[17] 王 浩.磁性材料及器件,1997;29(1):41.(收稿日期1999-05-26)52000年1月 电镀与环保第20卷第1期(总第111期)。