
电沉积(Electrodeposition)指在电场作用下,溶液中的金属离子或带电粒子在电极表面还原并形成固态沉积层的过程。其核心是通过电解反应实现物质从液相到固相的定向转移,属于电化学加工技术的重要分支。
中文释义
电沉积是通过直流电驱动电解质溶液中的金属离子在阴极(负极)表面获得电子,还原为金属原子并逐层堆积形成镀层或涂层的过程。
来源:《现代汉语词典(第7版)》,商务印书馆;《材料科学大辞典》,化学工业出版社。
英文对应术语
来源:IUPAC《电化学术语指南》(Glossary of Electrochemical Terms)。
电化学反应
遵循法拉第电解定律,沉积质量(m)与电流(I)、时间(t)及金属电化学当量(Z)满足:
$$
m = frac{Z cdot I cdot t}{F}
$$
其中 F 为法拉第常数(96,485 C/mol)。
技术分类
类型 | 特点 | 应用场景 |
---|---|---|
电镀 | 薄层功能性镀层(防腐/装饰) | 汽车零件、首饰加工 |
电铸 | 厚层精密复制(模具制造) | 微机电系统、唱片母模 |
电结晶 | 晶体结构可控生长 | 半导体纳米材料制备 |
来源:《电化学工程基础》(查全性著),高等教育出版社。
表面工程
通过电沉积制备铜、镍、铬等金属镀层,提升工件耐磨/耐腐蚀性(ASTM B633标准)。
案例:航空航天部件镀硬铬(厚度≥20μm,硬度≥800 HV)。
新能源技术
锂离子电池负极材料(如硅基电极)采用电沉积法实现高容量涂层(Nature Energy, 2021)。
来源:美国能源部(DOE)《先进电沉积技术白皮书》。
微纳制造
通过LIGA技术实现微米级金属结构电铸(德国卡尔斯鲁厄研究中心专利DE102004012A1)。
核心文献
行业权威
(注:因未提供可验证链接,来源仅标注文献/机构名称)
电沉积是一种通过电化学作用使物质在电极表面沉积的过程,主要分为金属沉积和电泳涂漆两种形式。以下是详细解释:
电沉积是指在电场作用下,金属、合金或金属化合物从其化合物溶液(水溶液、非水溶液或熔盐)中通过电子转移反应沉积到电极表面的过程。该过程伴随氧化还原反应,例如金属离子在阴极被还原为金属单质(如电镀锌时,溶液中的Zn²⁺在阴极还原为Zn并沉积)。
金属加工
电泳涂装
在直流电场中,带电树脂粒子迁移至电极表面析出,形成均匀涂层。此过程常用于汽车、家电的涂装。
沉积效果受以下条件调控:
电沉积的电流效率(用于沉积的电量占比)和分散能力(镀层均匀性)是衡量工艺效果的重要指标。
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