1.一種用于電沉積納米層壓涂層的裝置,其包括:
至少第一電沉積槽和第二電沉積槽,所述電沉積槽中的每個包括電極,導(dǎo)電性工件以一定速率移動通過所述電沉積槽,以及
速率控制機構(gòu),其控制所述工件移動通過所述電沉積槽的所述速率;
其中每個電沉積槽任選地包括混合器,所述混合器用于在電沉積工藝期間在其各自電沉積槽中攪拌電解質(zhì);
其中每個電沉積槽任選地包括流動控制單元,所述流動控制單元用于將電解質(zhì)施加至所述工件;以及
其中每個電沉積槽具有電源,所述電源當(dāng)所述工件移動通過每個電沉積槽時以隨時間變化的方式控制施加于所述工件的電流密度。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中以隨時間變化的方式控制所述電流密度包括在所述工件移動通過至少一個電沉積槽時將兩種或更多種、三種或更多種或四種或更多種不同的電流密度施加于所述工件。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置,其中以隨時間變化的方式控制所述電流密度包括施加偏移電流,以使得當(dāng)所述工件移動通過至少一個電沉積槽時所述工件保持為陰極而所述電極保持為陽極。
4.如權(quán)利要求1或2所述的裝置,其中所述隨時間變化的方式包括以下中的一種或多種:改變基線電流、脈沖電流調(diào)制和反向脈沖電流調(diào)制。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置,其中一個或多個所述電沉積槽還包括超聲攪拌器。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置,其中每個超聲攪拌器連續(xù)地或以脈沖方式獨立地操作。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置,其中至少一個電沉積槽包括混合器,所述混合器獨立地操作以可變地混合在其各自電沉積槽中放置的電解質(zhì)。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置,其還包括所述工件從其移動至所述電沉積槽的第一位置,和/或用于在所述工件已移動通過一個或多個所述電沉積槽后接收所述工件的第二位置。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置,其中所述第一和/或第二位置包括線軸或心軸。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置,其中所述工件是可纏繞在所述線軸上或在所述心軸周圍的電線、桿、片狀物、鏈、線或管。
11.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置,其中任何一個或多個所述電沉積槽包括水性電解質(zhì)。
12.如權(quán)利要求1-10中任一項所述的裝置,其中任何一個或多個所述電沉積槽包括非水性電解質(zhì)。
13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置,其中每種電解質(zhì)包含對于每種電解質(zhì)獨立地選擇的兩種或更多種、三種或更多種或四種或更多種可電沉積的金屬的鹽。
14.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置,其還包括在所述第一位置與所述電沉積槽之間的一個或多個位置,在所述位置中使所述工件與溶劑、酸、堿、蝕刻劑和沖洗劑中的一種或多種接觸以除去所述溶劑、酸、堿或蝕刻劑。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置,其還包括在所述電沉積槽與所述第二位置之間的一個或多個位置,在所述位置中使所述涂覆工件經(jīng)受以下中的一項或多項:用溶劑清洗、用酸清洗、用堿清洗、鈍化處理或沖洗。
16.一種電沉積納米層壓涂層的方法,其包括:
提供裝置,所述裝置包括至少第一電沉積槽和第二電沉積槽;以及
使工件以一定速率移動通過所述裝置的至少所述第一電沉積槽和所述第二電沉積槽且當(dāng)所述工件移動通過每個電沉積槽時以隨時間變化的方式獨立地控制混合速率和/或施加于所述工件的電流密度,從而電沉積包含納米層壓涂層和/或一個或多個細(xì)粒金屬層的涂層;
其中每個電沉積槽具有電源,所述電源當(dāng)所述工件移動通過每個電沉積槽時以隨時間變化的方式控制施加于所述工件的所述電流密度;以及
其中每個電沉積槽包括電極和電解質(zhì),所述電解質(zhì)包含對于每種電解質(zhì)獨立地選擇的兩種或更多種、三種或更多種或四種或更多種不同的可電沉積的金屬的鹽。
17.如權(quán)利要求16所述的方法,其中以隨時間變化的方式控制所述電流密度包括在所述工件移動通過至少一個電沉積槽時將兩種或更多種、三種或更多種或四種或更多種不同的電流密度施加于所述工件。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法,其中以隨時間變化的方式控制所述電流密度包括施加偏移電流,以使得當(dāng)所述工件移動通過至少一個電沉積槽時所述工件保持為陰極而所述電極保持為陽極。
19.如權(quán)利要求16或17所述的方法,其中所述隨時間變化的方式包括以下中的一種或多種:改變所述基線電流、脈沖電流調(diào)制和反向脈沖電流調(diào)制。
20.如權(quán)利要求16-19中任一項所述的方法,其中一個或多個電沉積槽包括混合器,其中每個混合器獨立地以單一速率或以不同速率操作以攪拌在其各自電沉積槽內(nèi)的所述電解質(zhì)。
21.如權(quán)利要求16-20中任一項所述的方法,其中一個或多個電沉積槽包括超聲攪拌器,其中每個攪拌器獨立地連續(xù)或以非連續(xù)方式操作以控制所述混合速率。
22.如權(quán)利要求16-21中任一項所述的方法,其還包括控制所述工件移動通過所述電沉積槽的所述速率。
23.如權(quán)利要求16-22中任一項所述的方法,其中所述裝置還包括所述工件從其移動至所述第一電沉積槽和所述第二電沉積槽的第一位置,和/或用于在所述工件已移動通過所述第一電沉積槽和所述第二電沉積槽后接收所述工件的第二位置,所述方法還包括使所述工件從所述第一位置移動至所述第一電沉積槽和所述第二電沉積槽和/或使所述工件從所述第一電沉積槽和所述第二電沉積槽移動至所述第二位置。
24.如權(quán)利要求23所述的方法,其中所述裝置還包括在所述第一位置與所述電沉積槽之間的一個或多個位置,并且所述方法還包括使所述工件與溶劑、酸、堿和蝕刻劑以及沖洗劑中的一種或多種接觸以在所述第一位置與所述電沉積槽之間的一個或多個所述位置處除去所述溶劑、酸、堿或蝕刻劑。
25.如權(quán)利要求23或24所述的方法,其中所述裝置還包括在所述電沉積槽與所述第二位置之間的一個或多個位置,并且所述方法還包括使所述工件與溶劑、酸、堿、鈍化劑和沖洗劑中的一種或多種接觸以在所述電沉積槽與所述第二位置之間的一個或多個位置處除去所述溶劑、酸堿和/或鈍化劑。
26.如權(quán)利要求16-25中任一項所述的方法,其中所述工件由金屬、導(dǎo)電性聚合物或通過包藏導(dǎo)電性材料或無電施加金屬被賦予導(dǎo)電性的非導(dǎo)電性聚合物組成。
27.如權(quán)利要求16-26中任一項所述的方法,其中所述工件是電線、桿、片狀物、鏈、線或管。
28.如權(quán)利要求16-27中任一項所述的方法,其中所述電解質(zhì)是水性電解質(zhì)。
29.如權(quán)利要求16-27中任一項所述的方法,其中所述電解質(zhì)是非水性電解質(zhì)。
30.如權(quán)利要求16-29中任一項所述的方法,其中電沉積納米層壓涂層或細(xì)粒金屬包括所述電沉積包含一種或多種、兩種或更多種、三種或更多種或四種或更多種不同元素的組合物,所述元素獨立地選自Ag、Al、Au、Be、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、In、Mg、Mn、Mo、Nb、Nd、Ni、P、Pd、Pt、Re、Rh、Sb、Sn、Pb、Ta、Ti、W、V、Zn和Zr,其中每種所述獨立選擇的金屬以大于0.1、0.05、0.01、0.005或0.001重量%存在。
31.如權(quán)利要求16-29中任一項所述的方法,其中電沉積納米層壓涂層或細(xì)粒金屬包括所述電沉積包含兩種或更多種不同元素的組合物,所述元素獨立地選自Ag、Al、Au、Be、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、In、Mg、Mn、Mo、Nb、Nd、Ni、P、Pd、Pt、Re、Rh、Sb、Sn、Pb、Ta、Ti、W、V、Zn和Zr,其中每種所述獨立選擇的金屬以大于約0.1、0.05、0.01、0.005或0.001重量%存在。
32.如權(quán)利要求31所述的方法,其中所述兩種或更多種不同金屬包含:Zn和Fe、Zn和Ni、Co和Ni、Ni和Fe、Ni和Cr、Ni和Al、Cu和Zn、Cu和Sn或包含Al和Ni和Co的組合物。
33.根據(jù)權(quán)利要求16-32中任一項所述的方法,其中所述納米層壓涂層包含由多個層組成的至少一個部分,其中所述層各自具有在獨立地選自約5nm至約250nm、約5nm至約25nm、約10nm至約30nm、約30nm至約60nm、約40nm至約80nm、約75nm至約100nm、約100nm至約120nm、約120nm至約140nm、約140nm至約180nm、約180nm至約200nm、約200nm至約225nm、約220nm至約250nm或約150nm至約250nm的范圍內(nèi)的厚度。
34.如權(quán)利要求16-33中任一項所述的方法,其中所述納米層壓涂層包含結(jié)構(gòu)或組成不同的多個第一層和第二層,并且其可具有在所述第一與第二層之間的離散或擴散界面。
35.如權(quán)利要求34所述的方法,其中所述第一和第二層作為交替的第一和第二層布置。
36.如權(quán)利要求35所述的方法,其中所述多個交替的第一層和第二層包含兩個或更多個、三個或更多個、四個或更多個、六個或更多個、八個或更多個、十個或更多個、二十個或更多個、四十個或更多個、五十個或更多個、100個或更多個、200個或更多個、500個或更多個、1,000個或更多個、1,500個或更多個、2,000個或更多個、4,000個或更多個、6,000個或更多個或8,000個或更多個交替的第一和第二層,所述第一和第二層對于每個多層涂層獨立地選擇。
37.如權(quán)利要求34-36中任一項所述的方法,其中每個第一層包含在獨立地選自1%-5%、5%-7%、7%-10%、10%-15%、15%-20%、20%-30%、30%-40%、40%-50%、50%-55%、55%-60%、60%-65%、65%-70%、70%-75%、75%-80%、80%-85%、85%-90%、90%-92%、92%-93%、93%-94%、94%-95%、95%-96%、96%-97%、97%-98%或98%-99%的范圍內(nèi)的鎳。
38.如權(quán)利要求37所述的方法,其中每個第二層包含在獨立地選自1%-35%、1%-3%、2%-5%、5%-10%、10%-15%、15%-20%、20%-25%、25%-30%或30%-35%的范圍內(nèi)的鈷和/或鉻。
39.如權(quán)利要求34-36中任一項所述的方法,其中每個第一層包含在獨立地選自1%-5%、5%-7%、7%-10%、10%-15%、15%-20%、20%-30%、30%-40%、40%-50%、50%-55%、55%-60%、60%-65%、65%-70%、70%-75%、75%-80%、80%-85%、85%-90%、90%-92%、92%-93%、93%-94%、94%-95%、95%-96%、96%-97%、97%-98%或98%-99%的范圍內(nèi)的鎳,并且所述層的其余成分包含鈷和/或鉻。
40.如權(quán)利要求39所述的方法,其中每個第二層包含在獨立地選自1%-35%、1%-3%、2%-5%、5%-10%、10%-15%、15%-20%、20%-25%、25%-30%或30%-35%的范圍內(nèi)的鈷和/或鉻,并且所述層的其余成分包含鎳。
41.如權(quán)利要求34-36中任一項所述的方法,其中每個第一層包含在獨立地選自1%-5%、5%-7%、7%-10%、10%-15%、15%-20%、20%-30%、30%-40%、40%-50%、50%-55%、55%-60%、60%-65%、65%-70%、70%-75%、75%-80%、80%-85%、85%-90%、90%-92%、92%-93%、93%-94%、94%-95%、95%-96%、96%-97%、97%-98%或98%-99%的范圍內(nèi)的鎳,并且所述層的其余成分包含鐵。
42.如權(quán)利要求41所述的方法,其中每個第二層包含在獨立地選自1%-35%、1%-3%、2%-5%、5%-10%、10%-15%、15%-20%、20%-25%、25%-30%或30%-35%的范圍內(nèi)的鐵,并且所述層的其余成分包含鎳。
43.如權(quán)利要求34-36中任一項所述的方法,其中每個第一層包含在獨立地選自1%-5%、5%-7%、7%-10%、10%-15%、15%-20%、20%-30%、30%-40%、40%-50%、50%-55%、55%-60%、60%-65%、65%-70%、70%-75%、75%-80%、80%-85%、85%-90%、90%-92%、92%-93%、93%-94%、94%-95%、95%-96%、96%-97%、97%-98%、98%-99%、99%-99.5%、99.2%-99.7%或99.5%-99.99%的范圍內(nèi)的鋅,并且所述層的其余成分包含鐵。
44.如權(quán)利要求43所述的方法,其中每個第二層包含在獨立地選自0.01%-35%、0.01%-0.5%、0.3%-0.8%、0.5%-1.0%、1%-3%、2%-5%、5%-10%、10%-15%、15%-20%、20%-25%、25%-30%或30%-35%的范圍內(nèi)的鐵,并且所述層的其余成分包含鋅。
45.如權(quán)利要求34-36中任一項所述的方法,其中一個或多個所述第一和/或第二層包含一種或多種、兩種或更多種、三種或更多種或四種或更多種元素,所述元素對于每個第一和第二層獨立地選自由以下組成的組:Ag、Al、Au、C、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Mo、Sb、Si、Sn、Pb、Ta、Ti、W、V、Zn和Zr。
46.一種產(chǎn)品,其通過如權(quán)利要求16-45中任一項所述的方法產(chǎn)生。