4.1 脉冲电镀电源的波形

图1为理想的方波脉冲电流波形，但由于受脉冲电镀电源内部电感、电容等器件及外加负载的影响，实际应用中的脉冲波形不可能如图1所示。实际脉冲电镀中的电流波形近似于梯形，可简单地用图6中的波形来表示。

在电镀体系中，电极/溶液界面间的双电层近似于一个平板电容器，板间具有很高的电容。当向该电镀体系施加脉冲电流时，必须首先给双电层充电。双电层充满电(脉冲电流密度从零增至峰值)需要一定的时间tc，脉冲电流密度不可能从零垂直增至峰值，而是需要一定的“爬坡”。“爬坡”所需要的时间可简单地视作脉冲的上升时间(确切的脉冲上升时间定义:脉冲电流密度由峰值电流密度的10%上升到90%所需要的时间)，上升时间也称作“上升沿”、“前沿”、“上冲”等。

当脉冲电流密度“爬坡”至峰值并持续一段时间tb后，开始进入关断期。进入关断期后，脉冲电镀电源虽然停止向该电镀体系供电，但双电层放电(从满电释放至零)会使电流维持一段时间td。所以，此时脉冲电流密度不可能从峰值垂直下降至零，而是需要一定的“下坡”。“下坡”所需要的时间可简单地视作脉冲的下降时间(确切的脉冲下降时间定义:脉冲电流密度由峰值电流密度的90%下降到10%所需要的时间)，下降时间也称作“下降沿”、“后沿”、“下冲”等。

正是由于脉冲前、后沿的客观存在，使实际脉冲电镀中的电流波形不可能是理想的方波，而是一种不规则的近似于梯形的波形。目前尚无法确知前、后沿对镀层质量的影响有多大，但可确知其存在会使脉冲电镀瞬时高电位的有利作用得不到充分发挥。所以，脉冲电镀中总是要求脉冲前、后沿尽可能小，一般要求前沿20~100μs，后沿30~100μs。其实，不应只要求前、后沿大小，避免前、后沿大于(或等于)导通、关断时间也很必要。否则，若前沿(远)大于导通时间，后沿(远)大于关断时间，则镀槽内只能得到在平均电流附近变化的脉冲电流，即:脉冲电流实际变成了直流电流，其波形，如图7所示。