氯代乙酸水溶液中低电压电沉积类金刚石薄膜的研究
2021-08-06卫杰吴敏娴王历王文昌陈智栋
电镀与精饰 2021年7期
卫杰,吴敏娴,王历,王文昌,陈智栋
(常州大学石油化工学院,江苏常州213164)
类金刚石薄膜由于具有硬度高、摩擦系数低、耐磨性好、化学惰性和从红外到紫外较宽范围内的高透射比等一系列优点,可以广泛应用于机械、电子、化学、军事和航空航天等领域[1-3]。因此,类金刚石薄膜的研究在近20年中得到了广泛关注。
研究表明,以乙酸为碳源,在其水溶液中可在常温、低电压条件下电沉积得到类金刚石薄膜。以乙酸水溶液作为碳源,既没有危险气体放出,也符合当今绿色环保化学的要求,所以广受关注。Gupta[4]等电解乙酸体积比为1%和0.5%的乙酸水溶液,用氧化铟锡导电玻璃为基材,在2.1 V,85℃的条件下,得到厚度为0.5~1 μm的类金刚石薄膜;并得出:在不同的沉积电压下,薄膜的粗糙度不同。但是由于以乙酸为碳源得到的薄膜表面普遍比较疏松,颗粒粒径大,又由于乙酸为弱电解质,使得后续的沉积过程中有效碳源的浓度降低,导致薄膜不能持续生长。有研究者尝试使用卤代羧酸作为碳源电沉积类金刚石薄膜,如张倩[5]等在常温,低电压(3 V)条件下,在氯乙酸水溶液中,在FTO导电玻璃上成功的得到了类金刚石薄膜,并且薄膜比较致密,颗粒粒径较小,所以可能以氯取代乙酸作为碳源能够改善薄膜的表面形貌以及结构。
根据之前的研究,包含有活性甲基(分子中甲基直接有极性基团键合)的有机物适合做电化学沉积类金刚石薄膜的碳源,因为在反应过程中甲基容易断键,生成活性中间体,进而能够形成类金刚石薄膜。……
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