[发明专利]一种用于化学沉积中电势影响快速分析的方法

说明书

本发明公开了一种用于化学沉积中电势影响快速分析的方法，是在长条状电解池两端固定正负驱动电极，电解池中布置化学沉积基板，将化学镀液置于电解池中，在启动化学沉积的同时，利用电解池两端的电极在溶液中产生梯度电势场，使进行化学沉积的基板表面与溶液之间形成不同的电势差值，实现了在一定电势差范围内同步进行化学沉积的过程，通过分析基板不同位置上沉积材料物性即能够判断不同电位下化学沉积特性。本发明的方法快速准确、电位高低可控，能够广泛用于不同化学镀液、不同金属化学沉积过程的电势影响分析。

技术领域

本发明提供了用于化学沉积中电势影响快速分析的方法，属于化学沉积分析方法，具体是一种驱动电场作用下化学沉积反应的分析技术。

背景技术

当今世界，科技发展迅速，信息技术已经逐渐成为综合国力竞争的重要方面。在材料、电子、制造业等领域，制备出满足不同器件需求的新型材料一直是科研工作者们的工作重心。化学沉积方法能够制备多种金属材料及其合金，在表面处理行业中占有重要的市场份额。化学沉积过程中由于添加剂、络合剂等因素的影响，不同组分的化学镀液实际反应电位会各不相同，对于同一种镀液来说，不同的反应电位也会带来差异巨大的沉积结果。对于这一问题的分析，在科研和生产中多采用改变金属离子、络合剂、添加剂的组分含量，间接改变沉积反应电位的方法来验证沉积效果，这一工作耗时长、影响因素复杂难辨，大量时间和材料的消耗也会影响研发、生产效率，并造成资源浪费。

利用双极电化学原理，在两驱动电极之间形成梯度的电势场，置于其中的导体材料则处于不同的电势差值下，其不需要导线直连，则能够进行氧化还原反应。这一现象已经被用于非均质材料制备、各向异性材料加工、金属无线加工等方面。

发明内容

本发明提供一种用于化学沉积中电势影响快速分析的方法，所要解决的技术问题在于基于双极电化学原理，在化学沉积反应的试片上形成一个渐变的电势场，达到不同电势下的加工效果，从而能够快速分析不同电位下化学沉积反应的特点及沉积效果。

本发明为解决技术问题，采用如下技术方案：

一种用于化学沉积中电势影响快速分析的方法，其特点在于：在长条状电解池两端固定正负驱动电极，电解池中布置化学沉积基板，将化学镀液置于电解池中，在启动化学沉积的同时，利用电解池两端的电极在溶液中产生梯度电势场，使进行化学沉积的基板表面与溶液之间形成不同的电势差值，实现了在一定电势差范围内同步进行化学沉积的过程，通过分析基板不同位置上沉积材料物性即能够判断不同电位下化学沉积特性。具体为：

设置分析装置：包括驱动沉积电解池、驱动电源、化学镀液储备池、蠕动泵及溶液排放管；

所述蠕动泵通过管路连通所述化学镀液储备池和驱动沉积电解池，用于将化学镀液储备池内的化学镀液泵送至驱动沉积电解池内；所述溶液排放管通过两个导管连通在驱动沉积电解池底部，且所述溶液排放管的排液口位于所述化学镀液储备池外；通过所述蠕动泵和溶液排放管控制所述驱动沉积电解池内的液面高度及溶液替换速度；

在所述驱动沉积电解池的两端分别设置有第一驱动电极和第二驱动电极，第一驱动电极和第二驱动电极在测试加工时分别连接驱动电源的负极和正极；

利用所述分析装置，按如下步骤进行分析：

将待分析评测的化学镀液注入化学镀液储备池内；打开蠕动泵，并调节溶液排放管，使所述驱动沉积电解池内溶液保持液面稳定；

将测试基板固定于所述驱动沉积电解池的底部，且位于第一驱动电极和第二驱动电极之间；

开启驱动电源，第一驱动电极和第二驱动电极之间形成梯度电势场；测试基板在驱动沉积电解池内首先进行化学沉积反应，随着梯度电势场形成，测试基板表面不同区域与溶液形成不同的电极电势，即在测试基板上实现不同的电势沉积效果；

沉积完成后，关闭驱动电源和蠕动泵，将加工后的测试基板取出、清洗并进行沉积材料测评，从而得到不同电势下化学沉积的结果。