超声辅助电沉积金属基镀层的研究进展

王颖慧 1a，刘洪军1a,1*，张靖宇1a,2，李亚敏1a（1.兰州理工大学 a.材料科学与工程学院 b.省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室；2.佛山市顺德鑫还宝资源利用有限公司）

摘要：超声辅助电沉积（Ultrasonic-Assisted Electrodeposition）是一种将高强度超声波与电沉积过程耦合的表面技术，通过超声空化现象与电场驱动的协同作用，实现纯金属、合金及其复合镀层在基体材料表面的可控沉积。由于具有工艺调控灵活、资源利用率高、环境友好等优势，该技术的应用领域已从传统的表面强化拓展至航空航天、微电子、新能源器件、生物材料等领域的新材料制备。本文介绍了超声辅助电沉积时超声空化现象及其产生的物理效应，对比分析了超声浴槽和超声探头两种超声引入模式的特征及适用场景。基于超声波在细化镀层晶粒、改变镀层成分以及降低孔隙率等方面的作用以及改善颗粒在电解液中分散性的效果，系统讨论了超声辅助技术对电沉积金属基镀层在分散搅拌、晶粒细化和性能改善方面的作用，并详细总结了该技术在铜、镍、铁、锡等金属、合金及其复合镀层制备方面的研究进展。此外，本文还指出了作用机制、工艺优化和性能预测、多物理场耦合、新型电解液、规模化应用等方面的挑战和未来发展方向。

关键词：表面工程；超声波；电沉积；金属基镀层；新材料