L4.3 电沉积纳米技术的特点
电沉积法制备纳米晶材料与其他制备方法相比具有以下优点。
(1)电沉积层具有独特的高密度和低孔隙率,结晶取决于电沉积参数,晶粒尺寸分布窄。
(2)工艺上易通过改变电参数、电解液成分等条件来控制材料的化学成分、结晶组织和晶粒大小,容易大量制备纯金属、合金和复合材料纳米晶,且室温下即可形成合金。
(3)有很好的经济性和较高的生产率。
(4)所需设备是常规的,现有的电镀和电铸工业已为其提供了广泛的基础,因此将该技术从实验室转向现有的电镀和电铸工业需要克服的技术障碍相对较小,初始投资低。
1.4.4 电沉积纳米晶体的应用
近十几年来的研究发现电沉积纳米晶体具有其他普通晶体所不具有的优异性能,例如较高的耐磨性、延展性、硬度和较好的电阻、电化学性能以及耐腐蚀性等,并且制造电沉积纳米晶体也比较容易,因而其在科学技术上的应用前景是非常广阔的。预计在以下几个方面可以获得有效的应用。
(1)电沉积纳米晶体材料具有优异的耐蚀性,可以广泛地应用于各种防护场所。例如普通镍基合金用作核电站水蒸气发生管时常发生晶间应力腐蚀开裂现象,但若采用纳米晶型的镍基合金,就可以有效地抑制晶间应力腐蚀。再如镍-铜纳米合金具有优异的耐盐,酸,碱,氧化、还原性气体腐蚀的特性,因而这类合金在工业中的应用将是非常广泛的。
(2)电沉积镍-钼合金以及其他合金具有良好的析氢电催化活性。纳米晶型的合金微粒具有高的表面能,从而使表面原子具有高的活性,析氢交换电流密度增大,析氢过电位降低。因而电沉积纳米晶型的电催化析氢电极的研究与开发具有广阔的前景。
(3)电沉积纳米晶体的镍基以及许多稀土合金由于具有极大的比表面积,并且有良好的储氢性能,是储氢材料研究的一个不可忽略的方面。它的发展为今后燃料电池的应用与普及提供了条件,因而对于此方面的研究也具有很大的潜力。
(4)电沉积纳米晶体磁性材料在磁记录方面的应用前景也很广。由于纳米晶体磁性材料具有十分特别的磁学性能,即随晶粒尺寸的减小而磁饱和强度增大,因而用它制成的磁记录介质材料的音质图像、记录密度、信噪比等均很好。
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