单槽脉冲电沉积制备铜/镍纳米多层膜及其性能

朱宏喜，顾超，任凤章,

（1.河南科技大学材料科学与工程学院，河南 洛阳 471003；2.河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室，河南 洛阳 471003）

单槽脉冲电沉积制备铜/镍纳米多层膜及其性能

朱宏喜1,2，顾超1，任凤章1,2,*

（1.河南科技大学材料科学与工程学院，河南 洛阳 471003；2.河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室，河南 洛阳 471003）

用单槽脉冲电沉积法在含 CuSO4、NiSO4和Na3C6H5O7的镀液中制备了不同调制波长的Cu/Ni纳米多层膜，对其进行了截面形貌观察及显微硬度测量。结果表明，制备的多层膜平整，层间界清晰。其显微硬度在调制波长为100 nm时出现峰值。当调制波长大于100 nm时，多层膜显微硬度的变化符合Hall–Petch关系；当调制波长小于100 nm时，显微硬度开始下降。X射线衍射表明，膜层中存在压应力，Ni层形成了强(100)织构。

铜；镍；纳米多层膜；脉冲电沉积；单槽；显微硬度；应力

1 前言

自从Blum采用双槽法制备出金属多层膜以来，金属多层膜成为材料学和物理学工作者研究的热门课题[1-2]。金属多层膜厚度小于100 nm时表现出的“尺寸量子效应”，使其具有特殊的光学、电磁学、力学、电催化、耐蚀、耐磨等性能，还会产生巨弹性模量以及特殊的电子运动现象[3-6]，纳米多层膜的巨磁电阻效应也是近年来研究的热点[7]。Cu/Ni多层膜具有良好的电磁性能，在磁性存储材料研究方面有重要应用价值。另外，Cu/Ni多层膜的晶格错配数为2.7%，膜层间容易形成共格生长[8]，在应力研究、力学性能研究等方面也得到广泛应用。

金属多层膜的制备方法有物理方法和化学方法，其中电化学方法具有设备简单，易于操作，成本低，沉积速度快，容易实现大规模生产，可以在大面积和形状复杂的基体上获得良好的外延层等优点[9]。……