Abstract
本論文中, 鎳╱碳化矽的共沈積動力學和電鍍條件對鎳╱碳化矽複合鍍層 之影響同時被探討。首先, 使用 CV（Cyclic Voltammogram）研究碳化矽 粉末對鎳電沈積機構之影響。結果發現碳化矽在稀釋的鎳電解液中由於其 對鎳離子具吸附傾向, 會增強鎳的還原作用。而在較濃的鎳電解液中, 碳 化矽因為遮蔽效應, 反而對鎳的還原造成抑制。這些結果同時在電位暫留 技巧（Potential transient technique） 上被進一步的證實。此外, 在 鎳電解液中, 鎳的二度空間成核反應在硼酸存在下, 隨碳化矽的加入而增 強。這個情況, 是因碳化矽扮演媒介的角色攜帶較多的硼酸一鎳複合物所 造成。其次, 鎳╱碳化矽在瓦氏浴的電化學行為亦被探討。利用等電荷點 （PZC）的量測,研究碳化矽表面二氧化矽層對離子吸附的影響, 發現碳化 矽粉末在 pH>PZC（∼2.2）溶液中有釋出氫離子的傾向, 而對鎳離子的吸 附量則隨瓦氏浴中pH的提高而增加。實驗結果證明碳化矽粉末不僅可催化 氫原子的吸附, 如在溶液pH小於或等於2.0（∼PZC）電沈積過程中同時會 對氫氣的產生有明顯的影響。再者, 碳化矽粉末在固定電位的電鍍下, 因 具遮蔽效應, 會阻擋OH-釋出列溶液中,而導致較多的 Ni(OH)2產生在鍍層 內。碳化矽粉末也可促進較多鎳中間生成物吸附在電極表面, 這個現象在 阻抗研究中亦得到證實。在進一步的碳化矽粉末與鎳共析行為的研究中, 我們發現在低電流密度區,此系統之共沈積符合Guglielmi首先提出的兩段 式連續吸附步驟（Two Successive adsorption steps）。而在高電流密 度區,此共沈積行為則為粉末傳輸所控制。這些預測並在實驗結果中得到 驗證。此外, 攪拌對鍍層中粉末的沈積量將同時被探討。最後, 我們研究 電鍍條件對鎳╱碳化矽複合鍍層特性的影響, 發現鎳╱碳化矽複合鍍層的 磨耗阻力隨鍍層內粉末含量的增加而增加且鎳基的磨耗阻力並不受外加電 流密度所影響。因此, 在此提出一方程式來描述複合鍍層硬度（Hv）和鍍 層內碳化矽粉末體積含量（α）間之關係, 表示如下：Hv＝650α1/2 ＋185在溼磨耗試驗時, 鍍層內碳化矽粉末被發現會跑到鍍層表面, 幫助 儲存潤滑油, 並形成一層油膜在複合鍍層表面上。這個行為能降低磨耗係 數並增加複合鍍層磨潤阻力（Tribology resistance）。