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电铸镍及镍合金的研究进展:电铸二元镍基合金-电铸镍铁合金

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-18  浏览次数:646

    镍和铁都属于铁族元素,而铁的标准电极电位(-O.44 V)比镍的标准电极电位(-0.23 V)负,但在沉积过程中,不论镀液中镍离子浓度如何过量,只要加入少量铁离子,铁就会优先析出,这是典型的异常共沉积。镍铁合金镀液的成本较低,可以节省l5%~50%的金属镍。电铸镍铁合金结构致密,表面光亮、平整、均匀,具有优良的磁学、电学和力学性能,是重要的功能磁性材料[26]

 

    目前国外已开发出以镍铁合金为基础的三元合金磁性薄膜[27],在微机电研究领域中也开始尝试采用电铸镍铁合金来制造微型磁执行器与传感器元件。国内郑晓虎等[28]研究了可用于微传感器与微执行器制造的含铁20%的电铸镍铁合金,其表面光亮、结构致密,磁性能指标显著优于传统方法生产的坡莫合金。但目前对镍铁合金异常共沉积机理的认识尚未统一,面向微机电系统的镍铁合金电铸工艺条件与合金电磁性能关系的研究也才刚刚起步。

 

    此外,国内外相关研究人员已对镍铁合金性能的测试分析和机理探讨做了很多工作。Cheng等[29]对镍铁合金的微结构及弹性模量、拉伸强度、硬度进行了测试分析,发现合金的弹性模量随电铸电流密度的提高而增大,当合金中的铁含量超过12%时,镍铁合金的颗粒尺寸低于15 nm,其拉伸强度可达l 274 MPa。与铸造及粉末冶金相比,电铸合金的机械性能更好。 Yeh等[30]研究了镍铁合金压模的微观机械性能,发现镍铁合金颗粒的硬度可超过9 GPa,通过控制电流密度和周期转向可得到粗糙度小于10 nm、摩擦因数为0.2的镀层,说明铁的加入可抑制颗粒生长,促进致密镀层的形成,提高镍铁合金的机械性能。

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