[发明专利]一种使用极性非质子有机溶剂电沉积制备铒金属薄膜的方法

说明书

本发明涉及一种使用极性非质子有机溶剂电沉积制备铒金属薄膜的方法，属于稀土金属低温电沉积领域。一种使用极性非质子有机溶剂电沉积制备铒金属薄膜的方法，包括下述工艺步骤：将硝酸锂溶解于DMI中得硝酸锂的DMI电解液；将硝酸锂的DMI电解液置于电解槽中，再向其中加入无水氯化铒，在电解槽内搅拌混合，使之形成均一体系，控制整个体系温度在25～60℃，电解电压范围‑2.0～‑2.4V vs Ag；电沉积过程中，每隔一段时间向电解槽内补加无水氯化铒，控制氯化铒摩尔浓度为起始浓度±2％。本发明所述方法在高效制备稀土金属铒膜的同时显著降低能耗和生产成本。

技术领域

本发明涉及一种使用极性非质子有机溶剂电沉积制备铒金属薄膜的方法，属于稀土金属低温电沉积领域。

背景技术

稀土有工业“黄金”之称，由于其具有优良的光电磁等物理特性，能与其他材料组成性能各异、品种繁多的新型材料，其最显著的功能就是大幅度提高其他产品的质量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飞机、导弹的钢材、铝合金、镁合金、钛合金的战术性能。而且，稀土同样是电子、激光、核工业、超导等诸多高科技的润滑剂。稀土科技一旦用于军事，必然带来军事科技的跃升。从一定意义上说，美军在冷战后几次局部战争中压倒性控制，正缘于稀土科技领域的超人一等。特别地，稀土金属铒的光学性质非常突出，一直是人们关注的金属。铒离子在1550nm处的光发射具有特殊意义，因为该波长正好位于光纤通讯的光学纤维的最低损失，铒离子受到波长980nm、1480nm的光激发后，从基态跃迁至高能态，当处于高能态的铒离子再跃迁回至基态时发射出1550nm波长的光，石英光纤可传送各种不同波长的光，但不同的光光衰率不同，1550nm频带的光在石英光纤中传输时光衰减率最低(0.15分贝/公里)，几乎为下限极限衰减率。因此，光纤通信在1550nm处作信号光时，光损失最小。这样，如果把适当浓度的铒掺入合适的基质中，可依据激光原理作用，放大器能够补偿通讯系统中的损耗，因此在需要放大波长1550nm光信号的电讯网络中，掺铒光纤放大器是必不可少的光学器件，目前掺铒的二氧化硅纤维放大器已实现商业化。据报道，为避免无用的吸收，光纤中铒的掺杂量几十至几百ppm。光纤通信的迅猛发展，将开辟铒的应用新领域。另外掺铒的激光晶体及其输出的1730nm激光和1550nm激光对人的眼睛安全，大气传输性能较好，对战场的硝烟穿透能力较强，保密性好，不易被敌人探测，照射军事目标的对比度较大，已制成军事上用的对人眼安全的便携式激光测距仪。铒加入到玻璃中可制成稀土玻璃激光材料，是目前输出脉冲能量最大，输出功率最高的固体激光材料；还可做稀土上转换激光材料的激活离子；铒也可应用于眼镜片玻璃、结晶玻璃的脱色和着色等。铒金属添加至镁、铝、铜、锌、镍等有色合金中，可以改善合金的物理化学性能，并提高合金室温及高温机械性能。