湿法冶炼中电沉积钴用钛阳极研究

钴的冶炼基本采用湿法冶炼技术,电沉积钴是湿法冶炼提取钴的重要部分。研究了电沉积钴用不溶性阳极,说明了阳极的制备方法,测试并分析了阳极的强化寿命,表面形貌及析氧析氯极化曲线,同时対电极的失效机制进行了分析。结果表明:添加含铱中间层既保证了钛阳极催化活性,降低了能耗,提高了电流效率,又延长了钛阳极使用寿命。槽压由以前的3.1 V降到2.5 V,电流密度由250 A.m-2提高到350 A.m-2,在实际应用中钛阳极使用寿命达到两年。

碳纳米管-电沉积Co修饰电极在抗坏血酸存在下同时测定多巴胺和尿酸

采用滴涂法和循环伏安法(CV)将碳纳米管和Co修饰到玻碳电极表面,得到碳纳米管-电沉积Co修饰电极,研究了多巴胺(DA)、尿酸(UA)在碳纳米管-电沉积Co修饰电极上的电化学响应.结果表明,在0.1mol/L磷酸缓冲液(pH=6)中,DA、UA在该电极上均显示出良好的电化学响应,碳纳米管-电沉积Co修饰的玻碳电极能够将DA和UA的氧化峰电位明显分开,两者峰电位差为124mV,并且可以在抗坏血酸(AA)存在下同时测定DA和UA.该修饰电极选择性好、稳定性高,可以实现AA存在下DA和UA共存时两种物质的定量检测.

Co/g-C3N4-CHIT/GCE修饰电极的制备及其对H2PO4^-的测定

以尿素为原料制备石墨氮化碳(g-C3N4)材料,以壳聚糖(CHIT)为黏合剂修饰于电极表面,再利用循环伏安法电沉积钴,成功制备出Co/g-C3N4-CHIT/GCE修饰电极,并将其应用于水样中磷酸二氢根离子(H2PO4^-)的电化学检测.采用循环伏安法和计时电位法进一步研究修饰电极的电化学性能.实验结果表明:在最佳实验条件下,修饰电极对H2PO4^-的响应电位与其浓度的对数在1.0×10^-7~1.0×10^-3 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为5.7×10^-8 mol/L(S/N=3);该电极具有较宽的线性范围、较高的灵敏度和良好的选择性.

添加剂及热处理对钴互连镀层电性能的影响机理研究

随着芯片互连尺寸缩小至10 nm节点以下,钴(Co)凭借其短电子自由程、优异的抗电迁移和扩散阻挡性能,被提出作为替代铜的新一代互连材料。抑制剂的加入可以实现Co互连的电沉积超填充,但同时会造成Co电阻率的增加。热处理是改善电性能的常用手段,然而抑制剂和热处理对Co电性能的共同影响及机理有待研究。为研究其共同影响机理,评估了丁二酮肟(DMG)、聚乙烯亚胺(PEI)和2-巯基-5-苯并咪唑磺酸(MBIS)三种抑制剂的电化学行为,电沉积制备了抑制剂作用下的Co镀层,表征了热处理前后Co的晶体结构、晶粒尺寸和杂质变化。结果表明镀层方阻随着抑制剂浓度的增加而增大。0.02 wt.%DMG、0.0015 wt.%PEI和0.002 wt.%MBIS具有相似的抑制能力,对应镀层具有HCP晶体结构和相似的晶粒尺寸,且300℃热处理后未发生明显变化,镀层的初始方阻和300℃热处理后方阻下降率的大小关系均为0.02 wt.%DMG>0.0015 wt.%PEI>0.002 wt.%MBIS,造成该大小差异的主要原因分别是镀层初始杂质含量和热处理后杂质下降量的不同。此研究为业界选择最佳的添加剂及热处理工艺,以生产具备优越电性能的Co互连线提供了一定的理论支持。

冷轧变形对镀Ni-Co钢带耐腐蚀性能的影响

为了获得高性能的合金镀层薄膜材料,采用电沉积法制备了Ni-Co合金镀层薄膜,对镀层的钴含量、表面形貌及冷轧变形下的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:当镀液中硫酸钴含量为2g/L时,合金镀层中的钴含量约为3.89%,镀层表面光亮、结晶致密;冷轧变形量为2%～4%时,镀Ni-Co合金薄膜钢带的耐腐蚀性能得到提高,变形量超过4%后其耐腐蚀性能降低。这说明小的冷轧变形能有效地提高镀层的耐腐蚀性能。