电沉积材料及其现代测试分析与表征

目录前言**篇　电沉积的一般原理、设备和相关理论概述第1章　电沉积原理和工艺概述31.1　沉积方法一般介绍31.1.1　物理沉积方法31.1.2　化学沉积方法51.1.3　电沉积和电化学沉积61.2　各种电沉积方法61.2.1　直流电沉积法原理61.2.2　脉冲电沉积方法81.2.3　喷射电沉积方法111.2.4　电刷镀复合电沉积111.2.5　超声波电沉积111.3　复合电沉积原理与方法121.3.1　复合电沉积的原理和特点121.3.2　复合电沉积层中固体微粒含量的表示方法131.3.3　复合电沉积层中固体微粒含量的测定141.4　电沉积的主要设备161.4.1　实验室电沉积设备161.4.2　工厂生产企业的电沉积装置171.5　电沉积金属/合金材料分类201.5.1　电沉积单金属材料201.5.2　电沉积合金材料201.6　电沉积复合材料的分类211.6.1　按构成复合沉积层的组分分类221.6.2　功能性复合电沉积层材料221.6.3　依据复合沉积层组分所起作用的地位分类231.7　电沉积纳米材料241.8　关于电极材料和电沉积液的讨论251.8.1　关于阴极和阳极材料的讨论251.8.2　电沉积液问题261.8.3　电沉积溶液的类型291.8.4　电沉积过程中各种因素的相互关系30参考文献30第2章　金属/合金的电沉积和复合电沉积理论概要322.1　金属离子还原的可能性和合金共沉积的条件322.1.1　金属离子还原的可能性322.1.2　合金共沉积的条件332.2　金属电结晶的基本历程342.2.1　金属离子在电解液中的存在形式342.2.2　通电时金属离子的放电历程372.3　金属配离子还原时的极化382.3.1　配合物中金属离子的浓度392.3.2　金属配离子还原时的阴极极化402.3.3　配合剂种类的影响422.3.4　金属离子浓度的影响432.3.5　游离配位剂的影响442.4　结晶的吸附原子表面扩散控制和晶核的形成与长大442.4.1　结晶的吸附原子表面扩散控制442.4.2　晶核的形成462.4.3　晶核长大472.5　电沉积金属的形态和织构472.5.1　电结晶的主要形态482.5.2　电沉积的外延与结晶取向502.6　合金共沉积理论502.6.1　合金共沉积的类型512.6.2　金属共沉积理论522.7　复合电沉积层共沉积机理552.7.1　复合电沉积的基本原理552.7.2　描述复合电沉积给出的数学模型572.7.3　影响复合电沉积的因素622.8　脉冲电沉积理论642.8.1　脉冲电沉积的基本原理642.8.2　脉冲电沉积中金属的电结晶642.8.3　脉冲电沉积中双电层的充放电影响642.8.4　脉冲电沉积中的扩散传质662.8.5　脉冲电沉积中的电流分布682.9　对脉冲复合电沉积的影响因素702.9.1　电解液体系对脉冲复合电沉积的影响702.9.2　脉冲工艺对脉冲复合电沉积的影响702.9.3　纳米颗粒对脉冲复合电沉积的影响71参考文献71第3章　电沉积材料的性能测试与表征743.1　引言743.2　硬度的测试方法——静载压入法753.2.1　硬度的定义和测试特点753.2.2　维氏硬度763.2.3　显微维氏硬度783.2.4　努氏硬度793.2.5　洛氏硬度和表面洛氏硬度803.2.6　布氏硬度813.3　电沉积层的力学性能物理方法测试823.3.1　表面布里渊散射方法833.3.2　表面声波法843.3.3　声显微学863.3.4　微压入法873.4　电沉积层力学性能的X射线衍射分析893.5　沉积层耐腐蚀性能的测试913.5.1　盐雾试验923.5.2　腐蚀膏试验933.5.3　周期浸润腐蚀试验943.5.4　通常凝露条件下二氧化硫试验953.5.5　电解腐蚀试验963.5.6　硫化氢试验973.5.7　硫代乙酰胺腐蚀试验973.5.8　湿热试验973.6　电沉积层耐腐蚀性能的电化学测试983.6.1　极化*线法983.6.2　电化学阻抗谱技术993.7　电沉积层厚度的测定100参考文献101第二篇　电沉积材料现代测试分析与表征方法简介第4章　电沉积材料成分分析的X射线光谱法1054.1　材料成分分析仪器大全1054.2　特征X射线发射谱及其精细结构1074.2.1　特征X射线谱发射机制1074.2.2　特征X射线的频率、波长和能量1104.2.3　X射线发射谱的精细结构1124.3　电子探针分析仪的构造1134.4　荧光X射线分析仪的构造1174.4.1　实验室荧光X射线分析仪的构造1174.4.2　同步辐射荧光X射线分析仪1204.5　X射线发射谱的定性定量分析1214.5.1　X射线发射谱的定性分析1214.5.2　X射线发射谱的定量分析1214.6　X射线吸收谱和近限结构1234.6.1　吸收限1234.6.2　X射线吸收谱的近限结构1244.6.3　用X射线吸收谱的化学定性定量分析1244.7　扩展X射线吸收精细结构1254.7.1　EXAFS的基本原理1264.7.2　EXAFS谱的测量方法1284.7.3　实验测量EXAFS谱和预处理1304.7.4　求径向分布函数RDF(r)1334.7.5　结构参数的计算1334.8　衍射异常精细结构1364.8.1　衍射异常精细结构的原理1364.8.2　数据分析方法137参考文献139第5章　电沉积材料成分分析的电子能谱法1405.1　光电子和俄歇电子的产生机制1405.1.1　光电效应——光电子产生机制和能量1405.1.2　俄歇电子产生机制1435.2　电子能谱仪的基本构造1435.2.1　电子能谱仪的激发源1445.2.2　电子能量分析器1455.2.3　检出器与数据处理系统1475.2.4　试样室和真空系统1485.2.5　多目的能谱仪1485.3　X射线光电子能谱1485.3.1　X射线光电子能谱基本原理1485.3.2　光电子谱峰的物理位移与化学位移1525.3.3　深度剖析1535.4　紫外光电子能谱1535.5　光电子能谱的定性定量分析1555.5.1　光电子谱的能量和强度1555.5.2　X射线光电子能谱定量化学分析1575.5.3　价态研究1585.6　俄歇电子能谱分析1595.6.1　俄歇电子能谱仪1595.6.2　俄歇电子的能量关系1605.6.3　俄歇电子的逸出深度1615.6.4　俄歇电子流的强度1615.6.5　俄歇电子能谱图1625.6.6　俄歇能谱峰的宽度1635.6.7　化学环境对俄歇电子能谱的影响1635.7　俄歇能谱法定性与定量分析和价态分析1645.7.1　俄歇电子能谱的定性分析1645.7.2　俄歇电子能谱的定量分析1655.7.3　用俄歇谱的化学价态研究1685.8　俄歇电子能谱分析的应用1685.8.1　俄歇电子能谱的应用领域1685.8.2　在材料分析的应用1695.9　材料成分分析类别及方法1715.10　材料原子价态分析实例1735.10.1　镍-氢电池正极活性材料β-Ni(OH)2中Ni原子价态的光电子能谱分析1735.10.2　Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2?合成过程中阳离子的价态研究1745.10.3　Fe3O4中不同晶体学位置Fe的价态的DAFS分析175参考文献176第6章　粉末衍射仪和物相定性定量分析1786.1　X射线多晶衍射分析的衍射仪法1786.1.1　现代X射线粉末衍射仪1786.1.2　X射线粉末衍射仪中的附件1826.2　物相定性分析的原理和ICDD粉末衍射数据库1836.2.1　物相定性分析的原理和方法1836.2.2　PDF数据库1866.3　定性分析的步骤1906.3.1　实验获得待检测物质的衍射数据1906.3.2　数据观测与分析1906.3.3　检索和匹配1916.3.4　*后判断1916.4　材料的定性相分析计算机检索方法1926.4.1　PCPDFWIN定性相分析系统的应用1926.4.2　Jade定性相分析系统的应用1966.5　物相定量分析的原理2006.5.1　单相试样衍射强度的表达式2006.5.2　衍射体积2016.5.3　多相试样的衍射强度2016.6　无标样的定量相分析方法及其比较2036.6.1　直接比较法2036.6.2　绝热法2046.6.3　Zevin无标样法2056.6.4　无标样法特征的比较2076.6.5　无标样法的实验比较209参考文献211第7章　表征电沉积材料精细结构射线衍射测试分析方法2137.1　点阵参数的精确测定2137.1.1　点阵参数测定的误差来源2137.1.2　消除误差的实验方法2187.1.3　初始点阵参数的获得2197.1.4　精确点阵参数的获得2217.2　宏观残余应力的测定2257.2.1　单轴应力的测定原理和方法2257.2.2　平面宏观应力的测定原理2267.2.3　平面宏观应力的测定方法2297.2.4　平面宏观应力的测量实例2327.2.5　三维应力的测定2337.2.6　薄膜应力的测定2347.2.7　丝织构沉积层的X射线应力分析及修正2357.3　多晶材料织构分析2377.3.1　极图测定2377.3.2　反极图的测定2417.3.3　三维取向分布函数2437.3.4　材料织构分析247参考文献253第8章　表征电沉积材料微结构的方法2558.1　谱线线形的卷积关系2558.2　各种宽化效应2568.2.1　晶粒度宽化——谢乐公式2568.2.2　微应变引起的宽化2588.2.3　层错引起的宽化效应2588.2.4　位错引起的宽化效应2618.3　分离微晶和微应力宽化效应的各种方法2628.3.1　傅里叶级数法2628.3.2　方差分解法2638.3.3　近似函数法2648.3.4　*小二乘方法2668.3.5　前述几种方法的比较2678.3.6