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基于激光表面织构技术的掺硼金刚石 电极预处理工艺研究及性能评价

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摘 要：BDD涂层电极因其优异的电化学性能及理化性能，被广泛用于水处理领域。但BDD电极的预处理工艺与涂层沉积工艺，限制了BDD电极的产业化应用。本文利用纳秒脉冲激光系统对铌衬底进行预处理，通过热丝化学气相沉积技术，以甲烷气体为碳源，制备了掺硼金刚石电极。利用Raman光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和洛氏压痕仪、电化学工作站等对BDD涂层电极的组织、形态及性能进行了表征与评价。首先，进行衬底激光预处理工艺研究，验证了激光清洗技术对铌衬底表面附着物和氧化层的去除能力，并具体分析了激光织构技术中，扫描间距、单脉冲间距和单脉冲能量对衬底性能和电极膜基结合性能的影响。随后，开展了BDD涂层制备工艺研究，具体研究了热丝温度、碳源浓度和掺硼浓度对涂层形貌及导电性能的影响。最后，通过对BDD涂层电极的性能进行表征与评价，验证了激光预处理对涂层电极的电化学性能、寿命的改善作用。本文所作的激光衬底表面预处理工艺和BDD涂层沉积工艺优化研究，可有效实现BDD涂层电极的电化学性能和使用寿命的提升，对于其市场化应用有着重要的意义。


关键词：BDD电极，激光清洗，激光织构预处理，膜基结合性能，水处理