박막 전기 도금

갈바닉 세포는 염교 또는 다공성 막에 의해 연결된 2개의 다른 금속으로 이루어져 있습니다. 이러한 전기 화학 세포는 에너지를 도출하기 위해 자발적으로 발생하는 산화 및 감소 반 세포 반응을 갖는다. 전극은 박막으로 전극을 플레이트에 비자발적 인 redox 반응을 구동하는 에너지를 공급하여 아연 도반 세포를 반전시한다. 양극은 도금되는 금속으로 만들어지며 직접 전류를 공급하여 산화됩니다. 양극에서이러한 산화는 전기의 흐름을 허용하는 금속 염 및 기타 이온을 포함하는 전해질 용액을 용해하고 흐르는 이온을 만듭니다. 용존 이온은 음극에 감소되고 도금됩니다. 전기 색 세포는 전압을 받을 때 광학 흡수를 변화시다. 전기 도금과 마찬가지로, 전기 색 변혁 반응을 구동하면 코팅 된 재료 프로이센 블루와 마찬가지로 이러한 재료가 표백 된 상태와 유색 상태 사이를 전환 할 수 있습니다.

전기 도금 공정은 금속 및 금속 화합물이 주로 사용되는 것처럼 공정에 사용되는 두 재료가 전도성이어야 합니다. 도금이 성공하려면 도금될 재료의 표면이 완전히 깨끗해져야 합니다. 표면 청결은 강한 산에 재료를 담그거나 전자 도금 회로를 역으로 간단히 연결하여 보장됩니다 - 전극이 깨끗하면 도금 금속의 원자가 효과적으로 결합됩니다. 표면이 깨끗하더라도 구성 요소가 복잡한 형상을 가질 때 비효율적 인 도금이 발생할 수 있으며, 이로 인해 도금 두께의 고르지 않은 분포가 발생할 수 있습니다. 도금 두께는 금속 과 금속 사이에 적용되는 전류의 강도 사이의 전류의 지속 시간을 변화시킴으로써 제어 될 수있다. 이들 중 하나 또는 둘 다 증가 도금의 두께를 증가 시킬 것 이다. 도금의 두께를 제어함으로써 복잡한 형상으로 인한 도금 문제를 피할 수 있습니다.

제안된 기술의 목표는 프로이센 블루의 박막을 ITO 코팅 PET 시트에 전자 판으로 채판한 다음 UV-Vis 분광법을 사용하여 빛을 흡수하고 전송하는 필름의 능력을 측정하는 것입니다. 표백 및 유색 상태에서 전기 크로로믹 박막의 UV-Vis 데이터는 이 두 상태에서 필름 간의 색상 차이를 정량화합니다. 또한 두꺼운 전기 색 필름은 더 심오한 착색 상태를 달성하므로 얇은 필름에 비해 상대적으로 더 많은 빛을 흡수합니다. 따라서 UV-Vis는 필름 간의 질적 두께 비교를 하는 데도 사용할 수 있습니다.

프로이센 블루로 코팅된 ITO는 아래 그림 1에 나와 같이 음의 전위가 적용될 때 투명해집니다. 이 변경 사항은 양수 전압을 적용하여 되돌릴 수 있습니다.

그림 1: 그 색깔과 표백 상태에서 프로이센 블루.

보다 질적으로, 증착층의 두께는 전극 전압 또는 전극 시간을 변경하는 것을 포함하여 다양한 방법으로 변경 및 측정될 수 있다. 프로이센 블루의 경우 다양한 층 두께가 시료를 통해 빛의 백분율 전송에 영향을 미칩니다. ITO에 증착된 프로이센 블루의 양과 불투명도의 정도 사이의 관계는 UV 가시 분광계를 통해 측정될 수 있으며 그림 2 및 3에 도시된다.

그림 2: 다양한 전기 화학 적 증착 전압에 대한 색 상태에서 프로이센 블루의 UV-Vis 분광법. 

그림 3: 다양한 전기 화학 적 증착 시간에 대한 색 상태에서 프로이센 블루의 UV-Vis 분광법.

더 높은 전압으로 증착된 필름은 낮은 전압으로 증착된 필름보다 낮은 백분율의 송신을 보았습니다. 이는 레이어가 낮은 전압보다 더 높은 전압에서 두껍다는 것을 나타냅니다. 또한, 더 긴 시간 동안 전기 침전된 샘플은 더 낮은 백분율 의 송신을 보았으며, 이는 필름이 더 긴 증착 시간에 두껍다는 것을 다시 한번 나타냅니다.

이 실험에서 설명한 대로 전극은 체적의 최소한의 변화 내에서 재료 표면 특성을 수정할 수 있게 합니다. 전극 과정에서 전류는 양극과 음극 사이의 전해질 용액을 통과합니다. 전해질 용액의 양전하 양이온은 음전하 음극에 끌리고 예치됩니다. 일단 증착되면, 층의 원자는 감소 과정을 통해 전자를 얻는다.

전해질 용액에서 음극과 양극 사이에 적용되는 전류의 속도와 양에 따라 전극의 속도와 양이 달라집니다. 또한, 전극에 사용되는 금속은 일부 금속이 서로 합금하기 때문에 신중하게 선택해야합니다. 이러한 경우 여러 금속 층을 증착해야 합니다.

양이온은 기판에 화학적으로 접합되기 때문에, 전극은 통합열 팽창, 화학 부식에 대한 저항성 향상, 물리적 내구성 향상의 장점이 있다. 박막 증착의 다른 방법에 비해 전기화학적 증착의 한 가지 단점은 증착 전에 기판상의 전도성 표면의 필요성이다. 또한, 전극 공정이 항상 균일한 증착을 산출하지는 않으므로 재료 코팅의 불일치가 발생합니다.

전극은 프로이센 블루를 증착하는 것 이상으로 많은 응용 프로그램이 있습니다. 전극은 도금 공정을 높은 수준의 제어할 수 있고 다양한 미적 수정을 허용하기 때문에 보석 산업에서 광범위하게 사용됩니다. 독특한 외관을 가진 합금을 형성하기 위해 다른 금속을 증착하여 다양한 색상 변화를 달성 할 수 있습니다. 또한 금속은 균일한 방식으로 증착할 수 있어 색상 불일치를 줄이고 납땜 및 부품 라인을 숨길 수 있습니다. 주얼러는 전극을 활용하여 미학적으로 만족스러운 기능적이고 일관된 금속 코팅을 만들 수 있습니다.

전극은 자동차 산업에서도 사용됩니다. 차량은 중요한 부품에 마모되는 힘의 영향을 지속적으로 받습니다. 전극 처리는 부품의 기능적 볼륨을 변경하지 않고 다양한 부품의 특성을 수정하고 향상시킬 수 있습니다. 증착 된 크롬은 차량에 대한 우수한 마모 및 부식 방지 기능을 제공하며, 자동차가 유지 보수 및 수리에 대한 최소한의 요구 사항으로 더 오래 지속될 수 있도록 합니다.

반도체 산업에서 전극은 고전적인 증발 기술에 비해 상당한 비용, 신뢰성 및 환경 적 이점을 제공하며 매우 다른 웨이퍼 크기를 수용 할 수 있습니다. 전극 공정은 깨지기 쉬운 기판에 대한 증착을 허용하고 고급 형상 제어 또는 새로운 기능을 허용합니다. 전극은 산업 생산에 쉽게 적응하는 기술을 활용하여 저렴하게 독특한 시료의 수단을 제공합니다.