迁移过程
在海淀银包铜粉水滴法实验过程中,迁移整个过程可视为三个步骤:阳*溶解、离子运动和阴*淀积。
(1)阳*溶解
当在膜层样片上滴加了去离子水作为电解质,并施加*定外加电压后,在实验回路中就会有电流,膜层上发生相应的电化学反应。
在阳*上发生的反应主要是金属的阳*溶解,当外加电位较高时,还会有气泡的生成,反应式如下:
Me-ne-MeH+,
H20-2e-1/202+2H+
对于银浆料来说,上式(1)中Me是Ag。阳*银失去电子成为带正电荷的银离子(见图8),水离子化为氢离子和氢氧根离子(见图9)。
Ag-e-=Ag+
H20*-H++OH-
对于银包铜粉浆料来说,上式(1)中Me是AgCu在银粉的XRD分析中我们知道,银是以自金属相存在,没有形成合金、故在阳*上发生的反应为:
Ag-e-Ag+
Cu-e--Cu2+
H2O-H++OH-
(2)离子运动
在水溶液中,H+移动到阴*放出H2,而OH-向阳*移动,并在阳*附近与从阳*运动来的Ag+复合成AGOH,Cu2+复合成Cu(0H)2
Ag++OH-*AgOH
Cuz+20H---Cu(0H)2
不稳定的AgOH在阳*附近分解为黑色的沉淀物(Ag20)
2Ag0H-Ag20+H20
而Cu(OH)2可以转化为热力学更稳定的Cu20
Cu(OH)2--Cu0+H20
(3)阴*沉积
阳*溶解生成的金属离子Me和H在电场力和浓度梯度的共同推动下,向阴*迁移。随着反应的不断进行阴*区的金属离子浓度不断增加。当阴*附近区域的金属离子的浓度达到*定程度时,就有可能发生金属离子的电化学还原沉积反应。
在阴*上发生的电化学反应包括析氢反应、水滴中溶解氧的还原反应和从阳*迁移过来的金属离子的电化学还原沉积反应。反应式如下:
H20+2e--20H-+H2
1/2O2+H20+2e--20H-
Men++ ne--Me


