超臨界二氧化碳電鍍裝置，用行超臨界二氧化碳電鍍鈷薄膜制備及力學(xué)和磁學(xué)性能研究，電鍍是通過電解質(zhì)中金屬離子的電化學(xué)反應(yīng)，在基材上形成金屬涂層的薄膜生長工藝之一，也叫電沉積。電鍍過程主要包括將待鍍物（陰極）浸入含有電解質(zhì)和輔助電極（陽極）的容器中，然后將兩個(gè)電極連接到外部電源以使電流流動(dòng)。待鍍物與電源負(fù)極相連，使金屬離子還原為金屬原子，最終在表面形成沉積物。可控制電鍍參數(shù)，如電解質(zhì)的成分、電流密度、浴溫、pH 值等以獲得所需的鍍層性能。

超臨界二氧化碳電鍍裝置，如今，電鍍已在從冶金和重工程工業(yè)到微電子和納米技術(shù)的各種技術(shù)領(lǐng)域中經(jīng)常用于實(shí)際科研生產(chǎn)中。電鍍通常以兩種控制模式進(jìn)行：恒電位法和恒電流法。對恒電位法，除了陽極（工作電極）和陰極（對電極）外，還需要參比電極來控制金屬離子的還原電位。使用此方法可精確控制陰極和參比電極之間的電位差；而在電鍍過程中，電解質(zhì)的形態(tài)變化或成分變化，電流密度可能會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致難以估計(jì)電鍍層厚度和電流密度效率。對恒電流方法，在電鍍過程中使用固定的電流密度，并且可通過簡單的電源產(chǎn)生。此方法只需要陽極和陰極，它在工業(yè)上被廣泛使用，特別是用于大型物體的電鍍。

超臨界二氧化碳電鍍裝置，鈷及鈷合金因其優(yōu)越磁性，大量應(yīng)用于高性能磁性材料，在電子信息領(lǐng)域起著非常重要的作用，隨著電子設(shè)備小型化、輕量化，鈷薄膜磁制動(dòng)器等可用于微電機(jī)系統(tǒng)。以鈷薄膜為主要研究對象，采用超臨界（15MPa，40℃）二氧化碳電鍍，對比亞臨界（15MPa，30℃）、高壓（15MPa，25℃）二氧化碳和常規(guī)電鍍，制備了 FCC 和 HCP 雙相電鍍鈷薄膜，為獲得無缺陷、表面質(zhì)量良好，優(yōu)異力學(xué)和磁性的鈷薄膜，研究了鈷薄膜晶體結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸與微壓縮力學(xué)性能、磁性的關(guān)系。主要通過 XRD、SEM、TEM、AFM、VSM 和 MFM 測試等表征手段對材料的物相，結(jié)構(gòu)，形貌，磁性，結(jié)合微壓縮和分子動(dòng)力學(xué)模擬微壓縮、納米壓痕、維氏硬度等試驗(yàn)，對力學(xué)性能、磁性進(jìn)行分析。

超臨界二氧化碳電鍍裝置，水電解質(zhì)電鍍鈷薄膜：含水電解質(zhì)中，酸性條件下 298K 時(shí)，Co2+/Co 電極電勢為-0.28 V，不需絡(luò)合物形成絡(luò)合離子即可在水溶液中電鍍鈷薄膜。電鍍鈷薄膜一般從從含有氯化物、硫酸鹽等水溶液的不同電解槽中電鍍獲得[25]，反應(yīng)式如下：Co2+ + 2e? → Co ↓ (s) ； 水電解質(zhì)中，水可電離為氫氧根和氫離子，同時(shí)也會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，如下：2H+ + 2e? → H2 ↑ (g) 。

超臨界二氧化電鍍前處理銅片用 10 wt%的脫脂溶液和 10 wt%的 HCl 溶液電鍍過程之前分別處理 70 秒和 10 秒，每道工序處理后使用純水浸泡清洗后，安裝于高壓釜蓋上，電解質(zhì)組成為 350 g/L CoSO4·7H2O、45 g/L CoCl2·6H2O 和 40 g/L H3BO3，電解質(zhì) pH 值為 3.5，無表面活性劑。將 40 mL 電解質(zhì)、陰陽極放入高壓釜中，關(guān)閉高壓釜，加熱高壓釜中電解質(zhì)溫度至為 40℃，壓力容器注入 CO2，利用背壓閥調(diào)節(jié)壓力至 15MPa，體積分?jǐn)?shù)為 20% CO2，接通導(dǎo)線，開啟直流穩(wěn)壓電源進(jìn)行電鍍。使用 5、10、12 和 15 A/dm2 (ASD) 的不同電流密度電鍍。