電気化学測定用電極

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6-1. CVSとは

銅メッキを行う場合、銅の析出構造は非常に不安定で脆いため、電気メッキ槽に添加剤を加えてメッキ品質・性能を改善させます。銅だけでメッキをすると、表面がガサガサになったり、すぐ割れたりしてしまいます。そこで、以下の添加剤を入れます。

 ・光沢剤: 表面をピカピカにする。
 ・キャリアー: メッキの厚さを均一にする。
 ・レベラー: 凹凸を埋めて平らにならす。

〇 なぜCVS法が必要なのですか?
これらの添加材はメッキをしている間に少しずつ消費されたり、変質したりします。そこでCVS(繰返しサイクリックボルタンメトリーストリッピング)法を用いる事で、これらの添加材が適切に機能しているかを剥離時の山の大きさ(面積)から電極に電着した銅の量をモニタリングし、常に最適なメッキ液である事を数値で見る事が可能なためです。

回転電極装置を用いることにより理想的な拡散状態が得られます。メッキ液に3種類の電極、作用電極、参照電極、カウンター電極を浸漬し、CVS測定が可能な電気化学アナライザーで作用電極に対し電位をスキャンします。
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RRDE-3A 回転リングディスク電極装置

作用電極は電位スキャン方向によりアノードまたは、カソードになります。作用電極がアノードの場合、電流はプラスとなり、カソードの場合、マイナスとなります。酸化反応は分子またはイオンから電子を引き抜くこととして定義され、反応は電気化学セルのアノードで起こります。

一方、還元(分子またはイオンに電子を与える)はカソードで起こります。電流はY軸にプロットされ、電圧はX 軸にプロットされます。銅メッキの場合還元領域で銅イオンの析出が起ります。還元電位から酸化電位に電位を反転させますと、析出した銅イオンの剥離が起こります。
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