去合金化法制备纳米多孔金属的机理.docx

去合金化法制备纳米多孔金属的机理目前，普遍认为：去合金化过程中纳米多孔结构的形成与合金/溶液界面上原子层次的重组密切相关，而重组过程是通过未溶解的贵金属原子和空位的表面扩散完成的，而且表面扩散的快慢对最终形成的纳米多孔金属中韧带/通道的尺寸有重要影响另外，通过研究发现并不是所有的去合金过程都可以获得三维双连续结构的纳米多孔金属通过对 Ag-Au 等单相固溶体合金的研究，Erlebacher [38]提出了合金去合金化得到纳米多孔金属需要满足以下四个条件：1) 双相合金中合金组元的标准平衡电势差应该达到数百毫伏；2) 合金成分以活性较高的组元为主；3) 合金成分均一，在去合金过程进行前不存在相分离；4) 贵重组元在合金∕溶液界面上的扩散速度应至少在 10-14 cm2s-1 以上对于以 Ag-Au 合金为代表的单相固溶体体系的去合金化机理人们已经有了一定程度的认识以 Ag-Au 合金为例，Forty [15]提出了 Ag-Au 合金的去合金化过程是一个腐蚀无序-扩散再有序模型他们认为：去合金化过程中 Ag 的溶解导致合金表面无序化，而未溶解的 Au 吸附原子扩散重组形成多孔结构Sieradzki [39]采用动力学粗化转变模型研究了 Ag-Au 合金在去合金化过程中孔的演化机理，这种粗化转变是由与曲率相关的溶解和表面扩散的竞争所致。

Erlebacher[38]采用动力学 Monte Carlo 模型从原子层次上描述了 Ag-Au 合金去合金化的物理机制和孔的演化形成机理，此模型同时考虑了与晶格配位相关的次贵金属原子的溶解和贵金属原子的表面扩散另外，人们研究还发现，在Ag-Au 合金的去合金化过程中，纳米多孔 Au 的形成既不需要形核也不需要晶格位的移除初始的 Ag-Au 合金的晶粒尺寸、形态和晶粒取向都将保存到最终形成的纳米多孔 Au 中上述理论在基本上可以描述和解释 Ag-Au 合金去合金化和纳米多孔结构的形成及演化但是，现有的实验事实表明，不仅仅是单相固溶体合金，一些双相合金甚至是由金属间化合物组成的合金也可以通过去合金化过程制备纳米多孔金属但是，对于金属间化合物或复杂的双相或多相体系的去合金化过程和纳米多孔金属的形成机理，人们的认知尚停留在比较初级的层面现阶段人们能够通过不同体系的去合金化制备新型纳米多孔金属，但是对去合金化过程所涉及的物理机制还不十分清楚，具体表现在：1) 金属间化合物的晶格类型具有多样性，而且比纳米多孔金属的晶格类型(一般为面心立方)复杂的多，去合金化过程中必然涉及到复杂的旧晶格位的去除和新晶格位的形成，也必然涉及到新晶体的形核和生长，这一点比 Au-Ag 合金的去合金化复杂的多。

2) 对于双相或多相体系，除了其组成相去合金化过程的复杂性，体系中各相的形态、尺寸和分布，特别是各相界面对体系去合金化过程的影响和作用机制，亟待进一步的研究和澄清。