[實(shí)用新型]用于電化學(xué)沉積的夾具和電化學(xué)沉積裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520042082.6
• 申請(qǐng)日: 2015-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN204570074U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯洋;郭邐達(dá);白安琪;陳頡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司;北京低碳清潔能源研究所
• 主分類號(hào): C25D17/06
• 分類號(hào): C25D17/06
• 代理公司: 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴(yán)政;李婉婉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電化學(xué)沉積領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于電化學(xué)沉積的夾具以及電化學(xué)沉積裝置。

背景技術(shù)

電化學(xué)沉積是制備金屬及金屬氧化物納米結(jié)構(gòu)陣列的重要方法之一。電沉積系統(tǒng)裝置包含夾具、恒溫水浴裝置、電化學(xué)工作站、連接線、其他輔助裝置等。實(shí)驗(yàn)與生產(chǎn)中以三電極或兩電極形式進(jìn)行電沉積材料制備。

進(jìn)行大面積電沉積過程中，傳統(tǒng)電沉積裝置系統(tǒng)存在兩方面亟待解決的技術(shù)問題。一方面，傳統(tǒng)夾具上端暴露于空氣中(如圖1所示)，下端電極(工作電極71、對(duì)電極72、參比電極73)浸入電解液，樣片10豎直放入電解液。由于樣片10豎直放置、恒溫水浴裝置的加熱器通常位于水浴下方，因此溫度和電解液濃度的梯度分布導(dǎo)致制備的材料存在縱向不均勻性。另一方面，制備小面積樣片時(shí)，用于水浴加熱電解池6的恒溫水浴裝置通常為玻璃燒杯或結(jié)晶皿，從透明側(cè)面可以判斷參比電極浸入電解液深度。而在進(jìn)行大面積樣片制備時(shí)，通常水浴裝置為不銹鋼材質(zhì)，因此從側(cè)面無法觀察參比電極浸入深度。由于水浴產(chǎn)生的蒸汽阻擋視線，從上方也難以判斷浸入深度。參比電極位置的不確定使沉積過程的精準(zhǔn)性無法保證。因此，有必要探索新的金屬及金屬氧化物電沉積方法和技術(shù)，以有效解決電沉積技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有的電化學(xué)沉積裝置所存在的上述缺陷，提?供一種新的用于電化學(xué)沉積的夾具和電化學(xué)沉積裝置。

本實(shí)用新型提供了一種用于電化學(xué)沉積的夾具，該夾具包括用于夾持生長基底的夾板、用于承載對(duì)電極的平板、用于安置參比電極的支撐件和底座，夾板和底座通過支柱固定在一起，平板通過支柱沿著第一方向可調(diào)節(jié)地安裝在夾板和底座之間，且夾板、平板和底座相互平行，所述支撐件設(shè)置在夾板和平板之間。

優(yōu)選地，所述夾板包括蓋板和底板，蓋板和底板之間設(shè)置有至少兩圈硅膠條，并且在兩圈硅膠條之間設(shè)置有一圈用于固定工作電極的固定槽。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述蓋板上設(shè)置有兩圈硅膠條，所述底板上設(shè)置有一圈硅膠條和一圈用于固定工作電極的固定槽。

更優(yōu)選地，所述蓋板上設(shè)置有樣片卡槽，所述底板上的用于固定工作電極的固定槽位于所述底板上的硅膠條和所述蓋板上的樣片卡槽外邊緣之間。

優(yōu)選地，所述底板的厚度不大于2cm，更優(yōu)選不大于1.5cm，進(jìn)一步優(yōu)選不大于3mm。

優(yōu)選地，所述支柱設(shè)置有螺母和沿著第一方向設(shè)置的多個(gè)用于插入防滑定位桿的孔，所述平板通過螺母和防滑定位桿穩(wěn)定在所述支柱上。

優(yōu)選地，所述支撐件包括沿第三方向設(shè)置并沿第一方向位置可調(diào)的第一支撐桿，以及任選地沿著第三方向可調(diào)節(jié)地設(shè)置在第一支撐桿上并且與所述第一支撐桿垂直的第二支撐桿，所述第一支撐桿和所述第二支撐桿上設(shè)置有用于插入?yún)⒈入姌O的通孔。

更優(yōu)選地，所述支柱設(shè)置有螺母和沿著第一方向設(shè)置的多個(gè)用于插入防滑定位桿的孔，所述第一支撐桿通過螺母和防滑定位桿穩(wěn)定在所述支柱上。

優(yōu)選地，所述夾具的材質(zhì)為聚醚醚酮、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚苯硫醚或聚醚酰亞胺。

本實(shí)用新型還提供了一種電化學(xué)沉積裝置，該裝置包括電解池、本實(shí)用?新型提供的上述夾具和電化學(xué)工作站，所述電解池用于放置所述夾具，所述電化學(xué)工作站配有工作電極、參比電極和對(duì)電極接頭，所述工作電極、所述參比電極和所述對(duì)電極均安裝在所述夾具中并通過導(dǎo)線與電化學(xué)工作站的接頭相連。

在本實(shí)用新型提供的所述電化學(xué)沉積裝置中，安裝工作電極、參比電極和對(duì)電極的夾具可以以完全浸沒于電解液的方式進(jìn)行電化學(xué)沉積，從而可以準(zhǔn)確控制參比電極與電解液的接觸面積，保證施加電位的準(zhǔn)確性；而且，所述夾具可以水平、豎直或以其他角度放置在電解液中，避免了在制備大面積材料時(shí)，溫度梯度及電解質(zhì)濃度梯度造成的材料不均勻性；此外，對(duì)電極以及參比電極的位置均可調(diào)，從而增強(qiáng)了電化學(xué)沉積裝置的靈活性。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)的電化學(xué)沉積裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型提供的夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型提供的夾具的夾板中的蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型提供的夾具的夾板中的底板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型提供的電化學(xué)沉積裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是實(shí)施例制備的氧化鋅納米結(jié)構(gòu)材料的光致發(fā)光圖譜；

圖7是實(shí)施例制備的氧化鋅納米結(jié)構(gòu)材料的光學(xué)質(zhì)量均勻性測(cè)試圖。

具體實(shí)施方式