Abstract
本文係將脈衝電流應用在錫鉛合金電鍍上，研究在瞬間高電流密度下電鍍特性的改變。在研究過程中，我們利用示波器測定通電瞬間，表面電流及電壓的變化，並利用掃描式電子顯微鏡（SEM ）及X-光繞射儀偵測結晶的變化；此外更利用定電量電鍍的技術觀測電流效的變化，得到如下的結論：首先，我們發現適度的控制瞬間通電時間（tp）及斷電時間（toff），可以有效提高瞬間電流密度，使平均電鍍速度提高２至３倍，並且在上述條件下，仍可維持良好的電流效率及電鍍品質。其次，我們發現在脈衝電流電鍍系統中，由於可控制變數增多（Ip，tp，Ir，tr，及toff），使得可操作的瞬間電流密度（Ip值）的範圍很大，進而可達到精確控制合金電鍍層組成的目的。在本文中另一重要的貢獻為，我們發現，在傳統的直流電鍍中，結晶特性會隨著鍍層厚度的增加而不斷變化；但在脈衝電流作用下，鍍層結晶卻能維時一特定而安定的結晶存在，不會因厚度而變。更重要的是，藉著脈衝電流的各項變數的調整，我們可得到特定而均一的鍍層結晶，進而獲得具有某一物理特性（如導電、導熱、延展性等）的金屬層沈積。另外，在以往的脈衝電鍍的研究論文中皆指出，藉著瞬間通電時間（tp）的縮短，可獲致較高的瞬間電流密流（Ip），進而提高平均電流密度，達到高速電鍍的目的。但本文中，我們發現，上述的推導，事實上存在其極限。當瞬間通電時間過短時，電流效率會呈現急劇下降的現象，此種現象，將造成脈衝電鍍發展的上限；也就是說；脈衝電鍍的電流效率會因控制條件的變動而改變，存在一最適化的條件（optimum condition ）。對於上述現象，我們並根據實驗結果，提出一個完整的反應機構來描繪最化條件產生的原因。最後，我們要特別指出，在研究過程，許多跡象指出，所謂的錫--鉛合金電鍍，基本上只是一種共沈積的作用。鉛原子與錫原子各依自己的結晶形態成長，而並沒有〞共晶〞的出現。