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第1章 合金电沉积概述、基本理论及特性1

1.1 合金电沉积概述1

1.1.1 合金电沉积的历史和发展3

1.1.2 合金电沉积层的特点4

1.1.3 合金电沉积的分类及应用5

1.1.4 合金电沉积溶液的类型9

1.1.5 合金电沉积研究的内容及存在问题10

1.2 合金电沉积的基本理论11

1.2.1 合金电沉积的基本条件11

1.2.2 实现合金电沉积的措施12

1.2.3 形成合金时金属自由能的变化14

1.2.4 实际合金电沉积时的影响因素15

1.3 合金电沉积的电化学特性16

1.3.1 合金电沉积的阴极过程16

1.3.2 合金电沉积中阴极扩散和电迁移的作用18

1.3.3 合金电沉积的阴极极化及阴极电流分配21

1.3.4 合金电沉积的阴极极化曲线25

1.3.5 合金电沉积的阳极过程29

1.3.6 合金电沉积的阳极30

参考文献33

第2章 合金电沉积类型与晶体结构特性34

2.1 电沉积二元合金与热熔合金相图34

2.1.1 电沉积二元合金平衡相图34

2.1.2 几种电沉积合金的结构与平衡相图比较35

2.2 合金电沉积的类型及影响因素36

2.2.1 合金电沉积的类型36

2.2.2 合金电沉积的影响因素40

2.3 合金电沉积层的晶体结构及特性47

2.3.1 合金电沉积层结构类型及特点47

2.3.2 合金电沉积层的结构特点51

2.3.3 合金电沉积层的结构的影响因素52

2.3.4 电沉积合金的性质56

参考文献58

第3章 电沉积锌基合金60

3.1 电沉积锌基合金概述60

3.1.1 锌基合金层的特性及后处理60

3.1.2 电沉积锌基合金的溶液及阳极61

3.2 电沉积锌镍（Zn-Ni）合金62

3.2.1 电沉积Zn-Ni合金特性62

3.2.2 碱性电沉积Zn-Ni合金63

3.2.3 氯化物电沉积Zn-Ni合金67

3.2.4 硫酸盐电沉积Zn-Ni合金71

3.2.5 硫酸盐-氯化物电沉积Zn-Ni合金72

3.2.6 Zn-Ni合金沉积层后处理及应用73

3.3 电沉积锌铁（Zn-Fe）合金75

3.3.1 碱性锌酸盐电沉积Zn-Fe合金76

3.3.2 氯化物电沉积Zn-Fe合金78

3.3.3 硫酸盐电沉积Zn-Fe合金79

3.3.4 Zn-Fe合金电沉积层的钝化处理81

3.4 电沉积锌钴（Zn-Co）合金82

3.4.1 碱性锌酸盐电沉积Zn-Co合金82

3.4.2 氯化物电沉积Zn-Co合金84

3.4.3 硫酸盐电沉积Zn-Co合金86

3.4.4 Zn-Co合金电沉积层的钝化处理及应用87

3.5 电沉积锌锰（Zn-Mn）合金87

3.5.1 电沉积Zn-Mn合金概述87

3.5.2 电沉积Zn-Mn合金工艺88

3.5.3 电沉积Zn-Mn合金的特性及应用89

3.6 电沉积锌钛（Zn-Ti）及锌铬（Zn-Cr）合金91

3.6.1 电沉积Zn-Ti合金91

3.6.2 电沉积Zn-Cr合金94

3.7 电沉积锌磷（Zn-P）、锌铝（Zn-Al）及锌镉（Zn-Cd）合金96

3.7.1 电沉积Zn-P合金96

3.7.2 电沉积Zn-Al合金97

3.7.3 电沉积Zn-Cd合金98

3.8 电沉积锌基三元合金100

3.8.1 电沉积Zn-Ni-Fe合金100

3.8.2 电沉积Zn-Ni-P合金101

3.8.3 电沉积Zn-Fe-Co合金102

3.8.4 电沉积Zn-Co-Cr合金102

3.8.5 电沉积Zn-Co-Mo合金103

3.8.6 电沉积Zn-Ni-Ce合金104

参考文献104

第4章 电沉积铜基合金106

4.1 电沉积铜锌（Cu-Zn）合金106

4.1.1 氰化物电沉积Cu-Zn合金106

4.1.2 无氰电沉积Cu-Zn合金工艺113

4.1.3 电沉积Cu-Zn合金层晶体结构特性及后处理117

4.2 电沉积铜锡（Cu-Sn）合金119

4.2.1 电沉积Cu-Sn合金概述119

4.2.2 氰化物-锡酸盐电沉积Cu-Sn合金120

4.2.3 无氰电沉积Cu-Sn合金122

4.2.4 电沉积Cu-Sn合金层晶体结构及特性123

4.3 仿金电沉积铜基合金126

4.3.1 仿金电沉积概述126

4.3.2 氰化物仿金电沉积工艺127

4.3.3 无氰仿金电沉积工艺129

4.3.4 仿金电沉积层的后处理132

4.4 电沉积其他铜基合金133

4.4.1 电沉积Cu-Ni合金133

4.4.2 电沉积Cu-Fe和Cu-Co合金134

4.4.3 电沉积Cu-Fe-Ni三元合金135

参考文献135

第5章 电沉积锡基合金137

5.1 电沉积锡铅（Sn-Pb）及铅锡（Pb-Sn）合金137

5.1.1 氟硼酸盐电沉积Sn-Pb合金138

5.1.2 无氟电沉积Sn-Pb及Pb-Sn合金141

5.2 电沉积无铅的锡基可焊性合金145

5.2.1 电沉积Sn-Bi合金145

5.2.2 电沉积Sn-Ce合金149

5.2.3 电沉积Sn-Ag合金152

5.2.4 电沉积Sn-Cu合金153

5.3 电沉积锡镍（Sn-Ni）合金154

5.3.1 电沉积Sn-Ni合金概述154

5.3.2 氟化物电沉积Sn-Ni合金155

5.3.3 焦磷酸盐电沉积Sn-Ni合金157

5.3.4 柠檬酸盐电沉积Sn-Ni合金159

5.3.5 电沉积黑色光亮Sn-Ni合金159

5.3.6 电沉积Sn-Ni合金层的结构及性能160

5.4 电沉积锡钴（Sn-Co）合金163

5.4.1 焦磷酸盐电沉积Sn-Co合金163

5.4.2 锡酸盐电沉积Sn-Co合金165

5.4.3 氟化物电沉积Sn-Co合金165

5.4.4 电沉积Sn-Co合金层的结构、特性及后处理166

5.4.5 电沉积Sn-Co-X三元合金167

5.5 电沉积锡锌（Sn-Zn）合金168

5.5.1 氰化物电沉积Sn-Zn合金168

5.5.2 柠檬酸盐电沉积Sn-Zn合金170

5.5.3 碱性锌酸盐及焦磷酸盐电沉积Sn-Zn合金171

5.5.4 Sn-Zn合金电沉积层的钝化处理171

5.5.5 Sn-Zn合金层的特性及应用173

参考文献174

第6章 电沉积镍基合金175

6.1 电沉积镍基合金概述175

6.2 电沉积镍磷（Ni-P）合金176

6.2.1 电沉积Ni-P合金概述176

6.2.2 电沉积Ni-P合金工艺177

6.2.3 电沉积Ni-P合金溶液组成及工艺条件的影响179

6.2.4 电沉积Ni-P合金的特性及应用180

6.3 电沉积镍铁（Ni-Fe）合金181

6.3.1 电沉积Ni-Fe合金概述181

6.3.2 电沉积Ni-Fe合金工艺182

6.3.3 沉积层Ni-Fe合金的结构与性能186

6.4 电沉积镍钴（Ni-Co）、镍钨（Ni-W）和镍钼（Ni-Mo）合金188

6.4.1 电沉积Ni-Co合金188

6.4.2 电沉积Ni-W合金192

6.4.3 电沉积Ni-Mo合金194

6.5 电沉积镍铜（Ni-Cu）、镍锰（Ni-Mn）和镍硫（Ni-S）合金196

6.5.1 电沉积Ni-Cu合金196

6.5.2 电沉积Ni-Mn合金197

6.5.3 电沉积Ni-S合金199

6.6 电沉积镍铬（Ni-Cr）合金201

6.6.1 电沉积Ni-Cr合金概述201

6.6.2 电沉积Ni-Cr合金工艺201

6.6.3 电沉积Ni-Cr合金溶液组成及工艺条件的影响202

6.6.4 电沉积Ni-Cr合金的发展203

参考文献203

第7章 电沉积铁基、钴基和铬基合金205

7.1 电沉积铁基合金205

7.1.1 电沉积Fe-W合金205

7.1.2 电沉积Fe-Mo合金207

7.1.3 电沉积Fe-Cr合金208

7.1.4 电沉积Fe-Mn合金210

7.2 电沉积钴基合金210

7.2.1 电沉积Co-W合金210

7.2.2 电沉积Co-Mo合金212

7.2.3 电沉积Co-P及Co-Ni-P合金214

7.3 电沉积铬基二元合金214

7.3.1 电沉积Cr-Ni或Ni-Cr合金214

7.3.2 电沉积Cr-Fe合金218

7.3.3 电沉积Cr-Co或Co-Cr合金221

7.3.4 电沉积Cr-P合金224

7.3.5 电沉积Cr-C合金228

7.4 电沉积铬基及含铬三元合金230

7.4.1 电沉积Cr-Fe-Ni或Fe-Ni-Cr合金230

7.4.2 电沉积Cr-Fe-C合金233

7.4.3 电沉积Fe-Cr-P合金235

7.4.4 电沉积Ni-Cr-P和Cr-Ni-Mo合金236

参考文献238

第8章 电沉积贵金属合金240

8.1 电沉积金钴（Au-Co）、金镍（Au-Ni）和金银（Au-Ag）合金240

8.1.1 电沉积Au-Co合金241

8.1.2 电沉积Au-Ni合金245

8.1.3 电沉积Au-Ag合金247

8.2 电沉积金铜（Au-Cu）、金锑（Au-Sb）、金铋（Au-Bi）和金锡（Au-Sn）合金248

8.2.1 电沉积Au-Cu合金248

8.2.2 电沉积Au-Sb合金251

8.2.3 电沉积Au-Bi合金251

8.2.4 电沉积Au-Sn合金252

8.3 电沉积银镉（Ag-Cd）、银锌（Ag-Zn）、银锑（Ag-Sb）、银铅（Ag-Pb）和银锡（Ag-Sn）合金252

8.3.1 电沉积Ag-Cd合金253

8.3.2 电沉积Ag-Zn合金255

8.3.3 电沉积Ag-Sb合金256

8.3.4 电沉积Ag-Pb合金258

8.3.5 电沉积Ag-Sn合金260

8.4 电沉积银铜（Ag-Cu）、银镍（Ag-Ni）和银钴（Ag-Co）合金261

8.5 电沉积金基三元及四元合金264

8.6 电沉积钯镍（Pd-Ni）、钯钴（Pd-Co）、钯银（Pd-Ag）和钯铁（Pd-Fe）合金267

8.7 电沉积铑钌（Rh-Ru）合金272

参考文献273

第9章 电沉积非晶态合金275

9.1 电沉积非晶态合金概述、特性及用途275

9.1.1 电沉积非晶态合金概述275

9.1.2 电沉积非晶态合金的特性277

9.1.3 电沉积非晶态合金的用途279

9.2 电沉积非晶态二元合金280

9.2.1 电沉积非晶态Ni-P合金280

9.2.2 电沉积非晶态Ni-W和Ni-Mo合金283

9.2.3 电沉积非晶态Fe-W和Fe-Mo合金287

9.2.4 电沉积非晶态Fe-P和Fe-Cr合金292

9.2.5 电沉积非晶态Co-P和Cr-P合金298

9.3 电沉积非晶态三元合金301

9.3.1 电沉积非晶态Ni-W-P和Ni-Fe-P合金301

9.3.2 电沉积非晶态Ni-Co-P和Ni-W-B合金308

9.3.3 电沉积非晶态Fe-Ni-W和Fe-Cr-P合金310

9.3.4 电沉积非晶态Sn-Ni-Fe、Sn-Co-Fe和Ni-S-Co合金312

9.4 电沉积非晶态四元合金313

9.4.1 电沉积非晶态Fe-Cr-P-Co合金313

9.4.2 电沉积非晶态Ni-Cr-Fe-P合金314

9.4.3 电沉积非晶态Fe-Cr-P-C合金314

参考文献315

第10章 电沉积纳米晶合金318

10.1 纳米材料概述318

10.1.1 纳米材料发展现状318

10.1.2 纳米材料制备方法319

10.1.3 纳米合金材料主要特性320

10.1.4 纳米材料主要应用领域322

10.2 电沉积纳米晶材料制备原理与方法324

10.2.1 影响合金电沉积晶粒尺寸的主要因素324

10.2.2 直流电沉积法制备纳米晶325

10.2.3 脉冲电沉积法制备纳米晶327

10.3 电沉积锌基纳米合金329

10.3.1 电沉积Zn-Fe纳米合金329

10.3.2 电沉积Zn-Ni纳米合金332

10.3.3 在熔体中电沉积Zn-Sb纳米合金335

10.4 电沉积镍基纳米合金336

10.4.1 电沉积Ni-Fe纳米合金336

10.4.2 电沉积Ni-Cu纳米合金338

10.4.3 电沉积Ni-Mo纳米合金339

10.4.4 电沉积Ni-W纳米合金341

10.4.5 电沉积Ni-P纳米合金343

10.5 电沉积钴基纳米合金345

10.5.1 电沉积Co-Ni纳米合金345

10.5.2 电沉积Co-Cu纳米合金350

10.5.3 电沉积Co-Fe纳米合金352

10.5.4 电沉积Co-Pt纳米合金353

10.6 电沉积铁基和锡基纳米合金354

10.6.1 电沉积Fe-Ni纳米合金354

10.6.2 电沉积Fe-Pt纳米合金354

10.6.3 电沉积Sn-Ni纳米合金355

10.6.4 电沉积Sn-Cu纳米合金357

10.6.5 电沉积Sn-Mn纳米合金358

10.7 电沉积三元纳米合金359

10.7.1 电沉积Co-Ni-Fe纳米合金359

10.7.2 电沉积Ni-Fe-Co纳米合金359

10.7.3 电沉积Cu-Ni-P纳米合金360

10.7.4 电沉积Ni-Mo-Co纳米合金361

参考文献363

第11章 离子液体电沉积合金365

11.1 离子液体概述365

11.2 离子液体电沉积铝基合金368

11.2.1 电沉积Al-Cr和Al-Mo合金368

11.2.2 电沉积Al-Cu和Al-Ti合金370

11.3 离子液体电沉积锌基合金372

11.3.1 电沉积Zn-Co和Zn-Ni合金372

11.3.2 电沉积Zn-Cu和Zn-Mn合金375

11.4 离子液体电沉积钯基合金376

11.4.1 电沉积Pd-Au和Pd-Ag合金376

11.4.2 电沉积Pd-In和Pd-Sn合金377

11.5 离子液体电沉积半导体合金379

11.5.1 电沉积Cd-S和Cd-Se合金379

11.5.2 电沉积Si-Li和Si-Ge合金380

11.6 离子液体电沉积Li-Cu合金381

11.6.1 Li-Cu合金的特点及应用381

11.6.2 ［HMIm］OTF离子液体电沉积Li-Cu合金382

11.6.3 ［EMIm］TFSI离子液体电沉积Li-Cu合金383

11.6.4 电沉积Li-Cu合金的性能384

11.7 离子液体电沉积多元合金386

11.7.1 电沉积Tb-Fe-Co和Fe-Co-Zn合金386

11.7.2 电沉积Cu-In-Ga-Se和Ni-Co-Fe-Zn合金390

参考文献394

第12章 电沉积合金复合层396

12.1 复合电沉积概述396

12.1.1 复合电沉积的基本原理396

12.1.2 合金复合层的类型、用途和分散剂397

12.1.3 影响合金复合层中微粒复合量的因素399

12.2 电沉积镍磷（Ni-P）合金复合层401

12.2.1 电沉积Ni-P合金复合层工艺401

12.2.2 Ni-P合金复合层特性401

12.3 电沉积镍钨（Ni-W）合金复合层404

12.3.1 电沉积Ni-W合金复合层的工艺404

12.3.2 电沉积条件对复合层中微粒复合量的影响405

12.3.3 Ni-W基复合层的性能408

12.4 电沉积镍钨磷（Ni-W-P）合金复合层414

12.4.1 电沉积Ni-W-P合金复合层工艺414

12.4.2 Ni-W-P/SiC复合层的性能414

12.5 三价铬电沉积镍铬（Ni-Cr）合金复合层416

12.5.1 电沉积Ni-Cr/SiC纳米复合层工艺417

12.5.2 工艺参数对微粒复合量与Cr含量和复合层厚度的影响417

12.5.3 Ni-Cr/SiC纳米复合层的性能419

12.6 电沉积锌钴（Zn-Co）合金复合层和锌镍（Zn-Ni）合金复合层420

12.6.1 电沉积Zn-Co合金复合层420

12.6.2 电沉积Zn-Ni合金复合层423

参考文献424