学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

添加剂明胶在铜电解中的电化学行为研究

作　者: 吕玉国
导　师: 李坚
学　校: 昆明理工大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 铜电解添加剂明胶电化学行为
分类号: TF811
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 110次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文就添加剂明胶在铜电解中的电化学行为进行了研究,采用多种电化学测试方法如塔菲尔曲线、阴极极化、电化学阻抗、计时电位法等,系统地研究了明胶在铜电极的反应特征以及对阴极的极化情况。同时通过交流阻抗法研究了明胶对铜电解动力学的影响。通过改变不同的电流密度、温度、明胶浓度等情况研究了明胶随时间分解的规律。主要研究成果如下：研究结果表明,明胶是一种优良的铜电解整平添加剂,添加剂明胶的加入能有效抑制铜的腐蚀溶解,并且腐蚀效率随着添加剂量的增加而增大,电荷迁移反应基本上不受明胶的影响,明胶的加入主要引起交换电流密度的降低,抑制Cu2+的动力学还原过程,明胶形成胶质膜覆盖在突起部位,钝化了疙瘩,使突起部分逐渐长平。利用塔菲尔曲线及交流阻抗技术考察明胶对阴极反应动力学过程的影响,由阴极极化曲线及相应的动力学参数分析可知,明胶在铜电极上反应属于扩散控制过程；明胶在铜电极的吸附是由扩散控制的,并随着明胶浓度的增加而增强。通过改变电流密度、电解温度、明胶浓度等条件在加入明胶2min后进行电化学测试,在不同条件下加入明胶2-12min间对阴极铜电解过程中阴极极化情况,考察明胶对阴极铜表面质量的影响及其随时间变化的分解规律。得出电流密度对明胶分解的影响不大,明胶对阴极的极化作用非常明显,对改善阴极铜的质量有着良好的效果；硫酸与明胶共存后对明胶的分解影响较大；明胶对阴极极化的影响与Cu2+有关,Cu2+的存在促进了明胶对铜电极的阴极极化；明胶的加入能够明显地增加阴极超电势,而随明胶浓度的增加,阴极超电势也呈梯度增加。实验中电流密度J恒定为300A/m2,电解液温度为60℃,Cu2+浓度45g/L,H2SO4浓度165g/L,在不同时间间隔下分别进行5min的铜电解精炼来考察明胶随时间分解的规律,利用金相显微镜观察阴极铜表面结晶情况,用Leica软件分析阴极铜结晶颗粒的数目以及尺度。研究结果表明,加入明胶50-60min时阴极铜结晶质量最好,所得到的阴极表面也最光滑、细密,晶粒尺寸最大为14.99nm、最小为6.97nm、平均尺寸13.13nm,晶粒密度为4.24×107个/mm2。通过XRD分析,明胶在60℃时结晶取向存在择优现象, (111)、(220)晶面为最优结晶面,并且明胶吸附具有选择性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
第一章绪论  9-20
  1.1 铜冶金发展概况  9-10
    1.1.1 铜冶金发展史  9
    1.1.2 铜的生产方法与流程  9-10
  1.2 铜电解精炼  10-15
    1.2.1 铜电解精炼发展简介  10-12
    1.2.2 影响铜电解精炼的主要因素  12-14
    1.2.3 铜电解精炼的发展动向  14-15
  1.3 添加剂在铜电解中的行为研究概况与作用机理  15-19
    1.3.1 明胶的概述与作用机理  16-17
    1.3.2 明胶的作用机理  17
    1.3.3 国内外关于明胶的一些研究  17-19
  1.4 研究意义及内容  19-20
    1.4.1 论文研究意义  19
    1.4.2 论文研究内容  19-20
第二章理论基础  20-31
  2.1 铜电解过程的电极反应  20-22
  2.2 金属电结晶过程及其影响因素  22-30
    2.2.1 金属电结晶过程  22-25
    2.2.2 结晶过电位  25-27
    2.2.3 影响金属电结晶的因素  27-30
  2.3 本章小结  30-31
第三章实验部分  31-34
  3.1 电化学试验装置  31
  3.2 试验设备  31-33
    3.2.1 电极  32
    3.2.2 参比电极  32
    3.2.3 电化学工作站  32
    3.2.4 电解池装置  32-33
    3.2.5 电解液的配制  33
    3.2.6 明胶的配制  33
  3.3 电解液组成  33
  3.4 阴极极化曲线的测试  33-34
第四章实验结果及分析  34-41
  4.1 明胶电化学行为研究  34-38
    4.1.1 塔菲尔曲线测试  34-36
    4.1.2 明胶对阴极极化的影响  36-38
  4.2 铜电极反应的特征  38-40
    4.2.1 电化学阻抗谱  38-39
    4.2.2 明胶对电化学阻抗的影响  39-40
  4.3 本章小结  40-41
第五章在不同条件下明胶分解对阴极铜沉积的影响  41-63
  5.1 明胶对阴极极化程度的影响  41-48
    5.1.1 明胶与铜共存时对铜电极极化的影响  41-42
    5.1.2 明胶与硫酸共存时对铜电极极化的影响  42-44
    5.1.3 明胶对铜电极极化的影响  44-48
  5.2 不同电流密度对明胶随时间分解的影响  48-50
    5.2.1 测试步骤  48
    5.2.2 测试结果与阴极极化曲线  48-50
  5.3 不同浓度下明胶随时间分解的测试结果及分析  50-52
    5.3.1 测试步骤  50-51
    5.3.2 测试结果及分析  51-52
  5.4 不同温度条件下明胶随时间分解的影响及分析  52-54
    5.4.1 测试步骤  52
    5.4.2 测试结果及分析  52-54
  5.5 时间对明胶分解的影响  54-62
    5.5.1 阴极铜沉积层的金相分析  54-59
    5.5.2 明胶对阴极铜沉积层的晶粒尺寸影响  59-61
    5.5.3 阴极铜沉积层的结晶取向  61-62
  5.6 本章小结  62-63
第六章结论  63-65
  6.1 结论  63-64
  6.2 展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
附录一:攻读硕士研究生期间发表的论文  70

添加剂明胶在铜电解中的电化学行为研究

内容摘要

全文目录

相似论文