图3.2(d)为含稀土元素Er的复合膜的XRD图谱。从图3.2(d)中可以看出,2θ主要在43.557°、50.677°、74.435°处出现较为明显的衍射峰,PDF-#47-1406中可以查到立方结构Cu0.81Ni0.19(111),Cu0.81Ni0.19 (200),Cu0.81Ni0.19 (220)所对应的衍射峰位置是2θ分别为43.899°,50.001°,74.765°。结合表3.2的数据,添加Er3+,对获得的复合膜中立方结构Cu0.81Ni0.19 (111)、Cu0.81Ni0.19 (220)的所对应的衍射峰2θ向右偏移;Cu0.81Ni0.19 (200)则向左偏移。其原因可能是复合膜中Er的掺入导致了晶格畸变。
从图3.2(a)、(b)、(c)和(d)中可以看出,添加La3+,Nd3+,Er3+所获得的含稀土的复合膜均为晶态镀层。从峰形来看,添加La3+,Nd3+ ,Er3+后,衍射峰更强,说明稀土离子促进了复合膜晶粒的形成,且晶型更完整,结晶度更高。
3.3 电子扫描显微镜复合膜微观形貌分析
图3.3是Cu-Ni-(RE)-Al2O3复合膜的SEM形貌表征。
图3.3 Cu-Ni-(RE)-Al2O3复合膜SEM图
a:Cu-Ni-Al2O3复合膜;b:Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜;
c:Cu-Ni-Nd-Al2O3复合膜;d:Cu-Ni-La-Al2O3复合膜
图3.3(a)是Cu-Ni-Al2O3的SEM表面形貌。图3.3(b)是Cu-Ni-Er-Al2O3的SEM表面形貌。图3.3(c)是Cu-Ni-Nd-Al2O3的SEM表面形貌。图3.3(d)是Cu-Ni-La-Al2O3的SEM表面形貌。
从图3.3(a)中可以看出,Cu-Ni-Al2O3复合膜的表面比较粗糙、很不均匀。从图3.3(b)、图3.3(c)、图3.3(d)可以看出,添加了Er3+、Nd3+、La3+三种稀土离子后,获得的复合膜表面的小颗粒明显减少。所以,铒、钕和镧的添加使复合膜的微观形貌均有所改善。
图3.3(b)是Cu-Ni-Er-Al2O3的SEM表面形貌,从图3.3(b)中可以看出,它相比图3.3(c)的Cu-Ni-Nd-Al2O3的SEM表面形貌和图3.3(d)的Cu-Ni-La-Al2O3的SEM表面形貌来说比较紧密,复合膜表面平整光滑,晶粒较细小。所以,从复合膜表面的平整度来看,不同的稀土元素效果是不同的,添加Er比添加Nd、La的效果要好。
3.4 铒不同浓度对复合膜的影响分析
3.4.1 铒不同浓度对复合膜组成成分分析
图3.4是Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜的的EDX分析图。
图3.4(a)为含Er3+浓度为0.0008mol/L的Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜EDX分析图。
图3.4(b)为含Er3+浓度为0.0016mol/L的Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜EDX分析图。
图3.4 Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜EDX分析图
a:Er3+浓度为0.0008mol/L;b:Er3+浓度为0.0016mol/L;
c:Er3+浓度为0.0024mol/L;d:Er3+浓度为0.0032mol/L;
e:Er3+浓度为0.0040mol/L
图3.4(c)为含Er3+浓度为0.0024mol/L的Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜EDX分析图。图3.4(d)为含Er3+浓度为0.0032mol/L的Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜EDX分析图。图3.4(e)为含Er3+浓度为0.0040mol/L的Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜EDX分析图。
从图3.4中可以看出,添加Er3+所获得的复合膜中主要含有Cu,Ni,Er元素,形成了Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜。
表3.3 Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜元素成分表
Er3+浓度/mol•L-1 Cu含量/% Ni含量/% Er含量/%
0 96.03 3.97 0
0.0008 84.31 9.72 5.96
0.0016 74.70 15.77 9.53
0.0024 72.08 21.83 6.09
0.0032 57.93 36.82 5.25
0.0040 54.43 39.41 6.16
表3.3表示各种Cu-Ni-Er-Al2O3复合膜的元素成分。
由表3.3可知,未添加Er3+时,所获得的符合膜中镍含量为3.97%。当添加Er3+的浓度为0.0008mol/L时,Ni的含量能达到9.72%。当添加Er3+的浓度为0.0016mol/L时,Ni的含量能达到15.77%。当添加Er3+的浓度为0.0024mol/L时,Ni的含量能达到21.83%。当添加Er3+的浓度为0.0032mol/L时,Ni的含量能达到36.82%。当添加Er3+的浓度为0.0040mol/L时,Ni的含量能达到39.41%。说明添加Er3+,可以增加复合膜中的镍含量,比未添加稀土的复合膜的镍含量高。
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