[发明专利]一种电化学沉积装置

说明书

本发明涉及一种电化学沉积装置，属于实验室用电化学反应装置技术领域，解决电化学沉积过程中沉积速率慢的技术问题，解决方案为：它包括箱体、盖体以及电极，箱体外侧壁上分别设置有插槽，插槽内安装有永磁体块，箱体底面的中部安装有导气板，箱体的侧壁上分别设置有排液口和导气管；箱体内壁的四角位置处分别竖直向上设置有导轨，导轨中设置有顶杆；盖体的中部设置有用于安装工作电极、参比电极和对电极的电极滑槽，在盖体还设置有用于精确控制电极的相对位置电极定位滑槽。本发明既能够手动调节电极的位置，又能够同步调节工作电极与对电极的相向或者相背移动，实现电极相对距离的精确控制，加速电化学沉积速率，保证镀层的表面质量和物理性能。

技术领域

本发明属于实验室用电化学反应装置技术领域，特别涉及一种电化学沉积装置。

背景技术

电化学沉积装置是工业生产和科学实验中进行电沉积反应的常用装置，在金属电解冶炼和实验室中得到广泛应用，是制备金属及金属氧化物纳米结构阵列的重要方法之一。电沉积系统装置包含夹具、反应箱体、电化学工作站以及其他辅助装置等。实验与生产中通常以三电极或两电极形式进行电沉积材料制备。在实验室中，传统电沉积装置系统存在以下亟待解决的技术问题：第一，传统夹具上端暴露于空气中，下端电极浸入电解液，样片竖直放入电解液，由于样片竖直放置、反应箱体的加热器通常位于水浴的下方，因此温度和电解液浓度的梯度分布导致制备的材料存在纵向不均匀；第二，电化学沉积的速率受电极距离之间的影响较大，而现有的电化学沉积箱中，电极的夹具往往是在实验前固定好的，并不能根据不同的电化学反应，适应性调整电极之间的距离，满足高速电化学沉积的需求；第三，电化学沉积后镀层表面形貌不规则，不同区域镀层的组织结构以及物理性能不均匀，容易导致镀层与基体脱离，影响镀层的使用寿命。

综上所述，有必要探索新的金属及金属氧化物电化学电沉积装置，以有效解决电化学沉积过程中沉积速率慢的关键问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，解决电化学沉积过程中沉积速率慢的技术问题，提供一种电化学沉积装置。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种电化学沉积装置，它包括箱体、盖合于箱体上方的盖体以及用于电化学沉积工艺的工作电极、参比电极和对电极，其中：

所述箱体的外侧壁上均设置有插槽，插槽内可拆卸地安装有永磁体块；箱体一侧侧壁的底部并位于所述插槽的下方设置有排液口，排液口相对一侧侧壁的底部并位于所述插槽的下方还设置有导气管；所述箱体底面的中部安装有导气板，导气板为空心壳体，所述导气管贯穿箱体侧壁与导气板内部的空心腔体连通，导气板的上表面设置有若干喷气口；所述箱体内壁的四角位置处分别竖直向上设置有导轨，导轨中设置有用于将盖体顶起或者放下的顶杆，顶杆沿导轨竖直往复运动，顶杆的底部设置有步进电机；

所述盖体的中部沿箱体的长度方向设置有电极滑槽，电极滑槽的中部固定设置有参比电极固定座，所述参比电极竖直向下可拆卸地安装于参比电极固定座上；在电极滑槽中并位于参比电极固定座的两侧分别设置有工作电极固定座和对电极固定座，工作电极固定座和对电极固定座沿电极滑槽水平往复运动，所述工作电极竖直向下可拆卸地安装于工作电极固定座上，所述对电极竖直向下可拆卸地安装于对电极固定座上；所述工作电极固定座和对电极固定座的上方均固定设置有指向向前的指针，电极滑槽的前方并位于指针下方的对应位置处设置有刻度尺；

在盖体上位于所述电极滑槽的后方设置有与电极滑槽相互平行的电极定位滑槽，电极定位滑槽的上方设置有带通槽的盖板，电极定位滑槽的后侧方设置有通气孔；所述电极定位滑槽中部的下方设置有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮的下方设置有驱动电机；主动齿轮的前侧设置有第一齿条滑槽，从动齿轮的后侧设置有第二齿条滑槽，第二齿条滑槽与第一齿条滑槽关于中心对称，第一齿条滑槽与第二齿条滑槽内分别安装有齿条，两根齿条的临近端分别与对应的主动齿轮和从动齿轮相互啮合；