低共熔溶剂型离子液体中电沉积制备纳米结构金属镀层研究

摘要

纳米晶金属薄膜材料与其对应的粗晶结构材料相比,具有抗拉强度高、应变速率敏感性显著、耐磨损性能优良等特点,在微机电系统、超高强度材料、高性能涂层等领域中应用前景广阔.在纳米制造与功能导向纳米结构材料的可控制备领域,电化学沉积技术被称为是一种通用的"由下到上(bottom-up)"制备致密纳米结构金属和金属基复合镀层的合成方法.由于传统的水溶剂型电解液在纳米结构材料的电沉积过程中,存在水分子的离解,在阴极上金属析出的同时,通常伴有氢的析出.析出的氢会进入镀层或基体材料中,造成"氢脆"危害,降低镀层的力学性能,同时也会对纳米晶金属的本征变形机理探讨造成干扰;此外,有些电化学沉积工艺也会对环境造成危害.低(深)共熔溶剂(Deep eutectic solvents，DESs)除了具有离子液体的共性以外，还具有合成简单、廉价和纯度高等优点，是电化学沉积纳米晶金属镀层的理想溶剂。因此,采用环境友好电解液进行纳米结构金属镀层的制备,进而对纳米晶镀层进行结构与性能的关联研究对环境的可持续发展与高性能材料的设计研制具有重要意义.文章还对DESs中金属合金镀层的制备和性能展开了研究。