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研究生:張國億
研究生(外文):Kuo-Yi Chang
論文名稱:低溫型熔融鹽電解質浴脈衝電解鍍鎢之研究
論文名稱(外文):The study of electrodeposited Tungsten layer from LTMS with pulse technique
指導教授:楊肇政楊肇政引用關係
指導教授(外文):Chao-Chen Yang
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:化學工程與材料工程研究所
學門:工程學門
學類:化學工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:電沈積脈衝電流
外文關鍵詞:ElectrodepositionTungstenPulse current
相關次數:
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本研究係以探討三元系低溫型CO(NH2)2-NH4Cl-NaWO4熔融鹽電解質浴脈衝電解鍍鎢,以製備具高熔點、高硬度之金屬鎢鍍層為目的,可作為高觸媒活性或耐蝕性高之材料。
以不�袗�S304, Ni, Cu為工作電極,鎢為參考電極與對極,依循環伏安法求得鎢的氧化還原波峰電位,使用掃描式電子顯微鏡(SEM)及能量分散光譜儀(EDS)分析鍍層表面型態與成份含量,探討電位、電量對鍍層之影響。本研究選擇以不�袗�S304為基材,於固定通電量(2000C),改變電解披覆條件,包括電解形式(直流、脈衝電流Ton:Toff = 3:1;1:3;5:1;1:5)與電流密度(50、100、150、200 mA/cm2),探討披覆條件與鍍層間的關係。於直流電解(D.C.)形式下,電流密度介於50∼200mA/cm2範圍內,可得到含鎢量較高之鍍層且粒徑大小隨著電流密度先增後減。於脈衝電流電解條件Ton:Toff = 3:1;1:3(2000C)下,所得之鍍層較為緻密,且於電流密度150mA/cm2,脈衝電解條件為Ton:Toff = 3:1下,可得到鎢含量較高(77.59%)且粒徑約為0.5μm,鍍層厚度2.663μm之鍍層,由塔弗極化曲線可得到腐蝕電位提高至-0.173V,保護效率為46.74%。固定電量(2000C)、電流密度150mA/cm2下,改變脈衝電解條件為Ton:Toff = 5:1可得到含鎢量為(69.12%),鍍層鎢顆粒大小約3μm,鍍層厚度1.622μm之鍍層,由塔弗極化曲線可得到腐蝕電位為-0.236V,保護效率為36.4%。
總的來說,以不�袗�S304為基材做脈衝電解鍍鎢較比直流電解鍍鎢好且緻密,且由結果可知於電流密度150mA/cm2、脈衝條件為Ton:Toff=3:1、固定電量(2000C)下,可得到較佳鍍鎢層,有利作為高觸媒活性或耐蝕性高之材料。
In the study, low temperature binary molten system, Urea-NH4Cl were used as electrolytes with adding Na2WO4, and the electrodeposition of tungsten was carried out in the ternary molten salt system Urea-NH4Cl-Na2WO4.
The tungsten metal coated on stainless steel (S304) plate is done by the electrodeposition process under proper experimental conditions. By using direct current and pulse current electrodeposition, the pulse current technique can be used for fabrication of tungsten coated on stainless steel electrode from low temperature molten salt electrolytes by changing the duration of the deposition time and current density. The effects of various current and the pulse duration at constant coulombs are studied. The electrochemical direct polarization is used to estimate the anticorrosion of electrodeposited layers. The morphology of electrodeposited layers was examined by SEM (Scanning Electron Micrograph), the composition of electrodeposited layers analyzed by EDS (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) and their characteristics analyzed by cyclic voltammetry.
According to the experimental results, the pulse current electrodeposition process was performed at pulse current density 150mA/cm2 and the duty-cycle 75% (Ton:Toff=3:1), the electrodeposited layer with finer crystal grain size was obtained, and the corrosion potential(-0.173V) and protection efficiency(46.74%) were measured.
目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
一、 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究內容 8
二、 文獻回顧 9
2.1 表面處理技術 9
2.2 熔融鹽之定義與特性 9
2.3 循環伏安法(Cycle voltammetry) 13
2.4 熔融鹽之電化學行為 13
2.5 電極的極化作用 15
2.6 庫倫法(Coulometry) 16
2.7 熔融鹽電解披覆之探討 16
三、 實驗方法 18
3.1 實驗藥品 18
3.2 實驗儀器設備 19
3.3 實驗流程 20
3.3.1 循環伏安圖 20
3.3.2 基材前處理 20
3.3.3 熔融鹽電解披覆 20
3.3.4 塔弗試驗法 20
3.4 實驗裝置 21
四、 結果與討論 23
4.1 脈衝電位電解披覆 23
4.2 直流電流電解披覆 33
4.3 脈衝電流電解披覆 38
4.4 電極耐蝕特性之探討 59
五、 結論 61
參考文獻 63
自述 65
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