化学电镀

化学电镀（精选8篇）

化学电镀 篇1

0 前 言

硫脲,别名硫代硫脲,一般为无色斜方晶体(25 ℃),水中溶解度为14.2 g,乙醇中为4.0 g[1]。硫脲在空气中易潮解,熔点为180～182 ℃,在150 ℃时转变成硫氰酸铵,180 ℃时分解。硫脲分子中由于硫原子和氮原子上存在孤对电子,可以与多种金属离子形成配合位化物,但配位常数一般较小。值得注意的是,由于硫脲中的硫原子对贵金属具有特殊亲和力,它往往能够和贵金属形成稳定的配位化合物,从而广泛应用于电镀和化学镀贵金属。并且硫脲是一个共面性很好的小分子[2],所以容易牢固地吸附在金属表面,从而改变金属表面电子结构,该性质使其在电镀添加剂领域得到广泛的应用。

1 应用类型

1.1 配位剂

硫脲分子中的硫原子易于与Au、Ag、Zn、Cu和Pb等金属离子形成稳定的配位化合物[3],其中硫脲与Ag+形成的配位化合物离子为[Ag(H2NCSNH2)3]+,稳定常数达到13.1[4];与Au+形成的配位化合物离子为[Au(H2NCSNH2)2]+,不稳定常数为4.2×10-23[5];与Cu+形成的为[Ag(H2NCSNH2)4]+,不稳定常数为7.9×10-16[6],因而被广泛应用于贵金属配位化合物[7],如化学镀金、化学镀锡铅合金、粉末镀银和不合格镍层退除[8,9,10,11,12]等。

1.1.1 在化学镀中的应用

蔡积庆[13]指出在Cu或Cu合金表面上化学镀Sn - Zn合金时,镀液中加入硫脲及其衍生物,可显著降低镀液中Cu2+的活性,有助于Sn2+的置换析出,但硫脲浓度最好为0.3～2.0 mol/L。如果浓度低于0.3 mol/L,Sn和Zn难以析出,由于硫脲溶解度(20 ℃时为137 g/L)的限制,其浓度不得高于2.0 mol/L。王丽丽[14]指出镀锡合金时,加入硫脲可使金属离子以配位化合物形式稳定地存在,尤其在镀Sn - Ag合金的镀液中加入硫脲,其配位作用使得镀液中的Sn2+和Ag+与铜和铜合金之间的置换反应能够顺利进行[15],并在其表面顺利地共沉积,形成Sn - Ag合金镀层。成江等[9]在Cu镀件上镀Sn - Pb合金时发现,硫脲与Cu+形成稳定的配位化合物,能改变Cu和Sn、Pb的平衡电位,而且80 g/L硫脲是较佳的浓度。

1.1.2 在电镀中的应用

Lacconi G I和Macagno V A等[16]的研究表明,在电镀银的过程中,银晶体在硫脲吸附层上逐渐长大,且银晶体的大小和数量与硫脲在沉积层中的含量有关。Upadhyay D N等[17]的研究表明,硫脲的含量能够影响Cu在Au基体上的沉积过程。

1.2 化学稳定剂

硫脲和醋酸铅是化学镀中常用的稳定剂,Minjer C H等申请了相关专利[18],随后Lin K L等[19]、Cheong W J等[20]和Xu H等[21]分别研究了硫脲和醋酸铅作为稳定剂加入到化学镀液中所起的作用,发现硫脲通过与某些特定金属离子形成稳定的配位化合物而发挥其稳定效应,改变硫脲的浓度则可以加速或减缓电镀的速率。Sallo J S等[22,23]采用放射化学的方法证明了上述观点。

1.2.1 在化学镀中的应用

Hanna F等[24]发现硫脲能起到稳定化学镀铜溶液的作用,而且能够使镀层更为致密、平整且耐腐蚀。Baskaran I等[25]通过研究硫脲对Ni - P合金化学沉积的影响发现当硫脲浓度小于1 mg/L时,可以提高镀层离子沉积速率。当硫脲浓度大于1 mg/L时,由于硫脲也会在镀件表面沉积,从而对镀层产生毒害作用。

韩克平等[26]的研究表明硫脲浓度大于3 mg/L时,能够降低Ni的沉积速度和H2的析出量;硫脲是通过影响H2POundefined的氧化而抑制化学镀Ni反应的;而且硫单质会夹杂于镀层中。当硫脲浓度由3 mg/L逐渐增加到9 mg/L,Ni沉积速率显著减小;当硫脲浓度超过9 mg/L时,Ni沉积速率趋于0。Keping H等[27]研究了硫脲对化学镀Ni溶液势移值的影响,发现势移值随硫脲的加入而逐渐增大,势移值的增大使金属表面自催化能力大大削弱,阻止了反应的发生;他们明确指出,硫脲浓度大于3 mg/L时对Ni沉积有非常大的阻碍作用。Han K P等[28]的研究也证明了上述观点。

雷志刚等研究了[29]硫脲、镉离子、硫代硫酸钠和碘化钾4种稳定剂对化学镀Ni液及镀层耐蚀性的影响,结果表明,用硫脲作稳定剂时镀速最快,可达21 μm/h;碘化钾所获得的镀层的耐蚀性最好;含镉离子的镀液稳定性最好。

1.3 电镀添加剂

硫脲分子中硫原子有配位作用,能阻滞溶液中金属离子放电,在被堵表面与溶液界面上形成吸附层,从而提高阴极极化作用,可以细化镀层的结晶组织,达到平整、光亮、细致镀层的目的[3]。郭炳焜等[30]认为硫脲在镀液中部分水解,所生成的分子溶胶MeS被选择性地吸附在电极的活性中心部位,从而起整平和光亮镀层的作用。

硫脲作为添加剂已经广泛应用于电镀锌领域,尤其是氯化物镀锌体系[31]。王昕等[32]采用硫脲为预镀铜添加剂,大大提高了镀层对铁基体的附着力。Lukomska A等[33]、Farndon E E研究小组[34]、Fabricius G小组[35]和Suarez D F等[36]通过在镀铜液中加入少量硫脲,可以使铜镀层的平整性,光洁性和耐蚀性得到很大改进。M Alodan研究小组对镀液中的硫脲是如何影响铜镀层的外观和特性作了大量研究工作[37,38],类似的硫脲作用机理研究的文献也不少[36,39]。

国外很早将硫脲作为光亮剂和晶粒细化剂应用于电镀铜领域。Nisit T等[40]在酸性硫酸盐镀镀铜体系中加入硫脲,可提高镀层硬度,但仍然低于抛光后无镀层的基片,而且其表面分布着微小根瘤状凸起,使得镀层形成一层微观粗糙度较大的灰色薄膜。Kang M S等的研究也表明[41]硫脲的加入可以用于控制铜镀层的表面粗糙度。Nikolic N D等[42]采用硫脲作为光亮剂,分别获得了可以做高度镜面反射的Cu镀层和Zn镀层。Suarez D F等的研究[36]也表明增加镀液中硫脲的浓度可以提高镀层的平整性。Kao Y L等的研究[44]表明高的硫脲浓度不仅有利于减小晶粒大小,而且能够增加Cu镀层硬度。Muresan L研究小组和Ke B等人的研究[44,45]也表明,通过在镀液中加入包括硫脲在内的添加剂可以控制铜镀层的性质如表面粗糙电阻率和结晶定向。

国内相关研究也不少,廖义佳发现[46]在镀Zn镀液中加入硫脲可以屏蔽重金属杂质并提高镀层的光亮度;但添加量应低于5.0 g/L,一般控制在0.5～1.0 g/L范围。张绍恭等的研究指出[47]在Au - Cu合金镀液中加入0.6～0.8 g/L硫脲,在搅拌条件下所得到的镀层的硬度比纯金高1.5倍。许姣姣等的研究[48]表明,在电镀镍的镀液中加入硫脲可提高电流密度,其原因是硫脲分子吸附在晶体生长的活性点上,有效地抑制了晶体生长;添加剂吸附脱附过程阻止了晶粒尺寸变大,也防止了某个晶粒优先生长,使得沉积层变平整。

1.4 其他方面

作为一种能够在绝大部分金属表面形成牢固吸附层的硫脲,在电镀的相关领域也得到了广泛的应用。例如电镀前处理中酸洗或者碱液保存的缓蚀剂[49],作为缓蚀剂的硫脲,其吸附不是简单的化学吸附,而是吸附粒子与电极之间有电荷转移的电化学吸附[50];不合格镀层退除[51]等领域。硫脲不但可以作为电镀和化学镀的晶粒细化剂,还同时兼有加速剂作用。随着更多的研究和各种硫脲衍生物的开发,硫脲将得到大量的推广应用[19,52]。

2 局限性及改进

尽管硫脲在电镀和化学镀领域中得到了广泛的应用,但由于配位能力差(贵金属除外),化学稳定性不好,其应用还是受到了很大限制[53]。硫脲在碱性环境中不稳定,易分解为硫化物和氨基氰;酸性条件下也可发生分解反应或者水解反应,生成CO2、NH3和H2S[54],上述反应产物对镀层和环境都会造成污染。

人们已经注意到该问题,更多的研究已在进行中。如镀层污染问题可以通过Kang M S等[41]提到的方法解决。同样,越来越多硫脲衍生物的合成与制备[55,56]在金属表面的吸附作用及金属离子的配位作用[57]也在被广泛深入的研究。吴达旭等[58]采用NMR研究了硫脲衍生物与Cu+形成的配合物。董云会等[59]研究了硫脲及其衍生物对电镀铜影响发现,硫脲、丙烯基硫脲和苯基硫脲的都可以起到细化晶粒的作用,三者相差不大。

3 结 论

目前,硫脲已经应用于电镀锌、铜、银和铜金合金,以及化学镀铜、镍、镍磷合金和多种锡合金等,并在各类镀液中充当配位剂、稳定剂或添加剂。尽管硫脲的使用会对环境产生一定污染,其用量要把握得当,太少不起作用,过量则会起反作用。随着对硫脲的研究不断深入,相信在不远的将来硫脲及其衍生物作为一系列性能优异的添加剂必将被更加广泛地应用于电镀和化学镀的行业。

摘要：由于硫脲的分子结构特点,且与贵金属有着特殊亲合力,其在电镀工业中有着广泛的应用。总结了硫脲在电镀和化学镀工艺中的应用。硫脲作为配位剂可用于化学镀,退除不良镀层和电镀贵金属;同时作为稳定剂可用于化学镀镍、铜、镍磷合金和浸锡;而且还可作为特殊添加剂应用于电镀锌、铜、镍、镉、锌锰和铜金合金等;此外还论述了硫脲使用的局限性及目前存在的问题的解决方法。

关键词：硫脲,电镀,配位剂,稳定剂,应用

化学电镀 篇2

一、该课程的基本内容

该课程复试内容包括焊接化学冶金、焊接材料、熔池凝固和焊缝固态相变、焊接热影响区的组织和性能、焊接裂纹等基本知识。

二、课程内容的基本要求 1.绪论

掌握焊接过程的物理本质，了解焊接热源类型及其特点，了解焊接接头形成过程，熟悉焊接温度场特点及其影响因素。2.焊接化学冶金

熟悉熔滴、熔池及化学冶金反应区的特点，明确焊接区气体的来源，掌握气相对金属的作用规律，特别是氢对金属的作用以及控制焊缝中含氢量的措施；掌握焊接熔渣的结构理论，熟悉熔渣的性质与结构的关系，特别是熔渣碱度、粘度的相关知识；掌握熔渣对焊缝金属的氧化及焊缝脱氧方式；了解焊缝中硫和磷的危害及控制措施；掌握合金过渡系数概念及其影响因素。3.焊接材料

了解焊接材料（焊条、焊剂、焊丝）的类型及基本作用，掌握焊条型号和牌号的的编制方法；熟悉焊条工艺性能的主要指标及典型焊条的冶金性能，了解焊条配方设计方法及制造过程。了解焊剂的分类方法、焊剂及焊丝的型号编制方法，熟悉典型焊剂、焊丝的性能及用途。4.熔池凝固和焊缝固态相变

熟悉熔池结晶的一般规律、结晶形态、焊缝化学成分不均匀性，掌握低合金钢焊缝的固态相变组织类型及特点，了解气孔类型及其特征，掌握气孔形成机理，及其影响因素，了解夹杂产生机理及防治措施，熟悉焊缝性能控制方法。5.焊接热影响区的组织和性能

了解焊接热循环主要参数及其数值模拟方法，熟悉多层热循环的特点，了解焊接热循环条件下金属组织转变特点、焊接CCT图，掌握热影响区组织分布规律，掌握焊接热影响区性能，特别是硬化、脆化、软化的机理及防治措施。6.焊接裂纹

了解焊接裂纹的类型，掌握各种裂纹的基本特点、产生机理及防治措施，特别是结晶裂纹、冷裂纹相关内容熟练掌握。了解焊接裂纹综合分析基本方法。

三、主要参考书

化学电镀 篇3

工作地点: 江苏省丹阳市

应聘要求: 硕士以上学历, 有1年以上工作经验!

2.销售工程师, 高薪聘请 5人

工作地点: 江苏省丹阳市

应聘要求: 有电镀行业2年以上销售经验, 中专以上学历。

3.代理商, 高薪招聘6人

工作地点: 江浙沪长三角, 广东珠三角

应聘要求: 有销售渠道或有电镀行业工作经验。

4.线路板电镀工程师 (项目经理) , 高薪招聘3人

工作地点: 广东省东莞市

应聘要求: (1) 熟悉线路板电镀工艺, 对电镀添加剂有很深了解; (2) 化工专业, 大专以上学历。

5.销售工程师, 高薪招聘 5人

工作地点: 广东省东莞市

化学电镀 篇4

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

ICS-1500型离子色谱仪 (包括:Ion Pac AS19分析柱 (250 mm×4 mm) 和Ion Pac AG19保护柱 (50 mm×4 mm) , 25μL定量环) , Chromeleon6色谱工作站, RFC-30淋洗液自动发生器, Ag/Ag Cl三电极体系电解池, ED50电化学检测器, 美国Dionex;高速离心机, 美国Beckman;Direct-Q超纯水发生器, 美国Millipore。

水中氰标准溶液 (70 mg/L, GBWE080115) , 国家标准物质研究中心提供;18.2 M·Ω去离子水;电镀废水样品若干。

1.2 色谱条件

AS19分离柱柱温30℃, 等度淋洗液浓度20 nm KOH, 系统流量1 m L/min, ED50电化学检测器工作电压80 m V。

1.3 工作曲线

在选定的色谱条件下, 用超纯水稀释氰离子标准储备液 (70 mg/L) 配制一系列不同浓度的标准溶液, 将标准溶液注入离子色谱, 测得各浓度对应的峰面积, 以峰面积为纵坐标, 浓度为横坐标, 绘制工作曲线。

1.4 样品前处理

取废水样品5 m L于离心管中, 调节p H值为12~13, 10 000转高速离心5 min后, 经离子交换树脂去除重金属离子及微量有机物后, 取1 m L上清液经0.25μm微孔滤膜过滤后进样。若检测废水中的总氰还需将络合的氰化物转化成游离氰离子。

1.5 样品分析

按照设定的色谱条件, 使用Chromeleon6色谱工作站对样品进行检测分析, 依据保留时间定性, 标准工作曲线定量。

2 结果与讨论

2.1 结果

在上述色谱条件下可以获得氰根离子较好的色谱图, 保留时间为5.64 min。如图1为1 mg/L氰根离子色谱图, 图2给出了某电镀厂废水中氰化物离子色谱图, 含量为11.98 mg/L。图3为水中氰根标准工作曲线。

2.2 讨论

2.2.1 样品前处理

因氰化物的金属络合稳定常数大, 因此氰化物多以金属络合物的形式存在, 离子色谱测定的是游离的氰离子, 因此欲测定样品中的总氰, 需将络合氰转变成游离氰, 常用的简单有效的方法是加硫酸回馏, 在酸性介质中氰化物以HCN的形式释放, 并用碱性溶液吸收, 转化成游离的氰离子分析。工业废水中多含有重金属及其他有机物成分, 这些成分容易导致色谱柱中毒失效, 因此应根据不同的样品采用相应的处理方法, 针对含重金属废水样品, 高速离心后将上清液通过阳离子交换树脂去除重金属离子后进样, 含有机物的废水则通过阴离子交换树脂去除, 颜色较深的废水可以通过活性炭吸附脱色。

2.2.2 检测器的选择

电导检测器为离子色谱常用检测器, 为了获得较高的目标离子响应值, 必须使用抑制器扣除背景电导即淋洗液电导值, 在阴离子型抑制器中主用通过电解水产生H+中和淋洗液中的OH-, 从而降低背景电导。在检验氰化物时, 若使用电导检测器, 在抑制器内CN-会与H+结合生成弱电离物质HCN, 它的电导值极低以致无法检测且HCN易挥发, 毒性极大, 故电导检测器对CN-灵敏度不高。电化学检测器不需要降低背景电导, 它通过组份在工作电极表面进行氧化还原反应时转移的电量定量, 且在一定浓度范围内与CN-的浓度呈线性关系, 故检验氰化物时选择电化学检测器。

2.2.3 溶液p H值对检测结果的影响

氰离子的存在形式取决于溶液的p H值和本身的浓度。图4显示了离子色谱方法在检测CN-时, 样品p H值对色谱峰高的影响, 由图4可见为了获得较高的灵敏度和较低的检出限, 检测时将样品的p H值调至12~13之间为宜。

2.2.4 方法检出限、回收率、稳定性、精密度考察

依据C/N>3, 计算得该方法检出限为1μg/L。采用峰面积积分定量, 绘制5个浓度点0.5、1、10、17.5、35 mg/L的标准曲线, 相关系数R2为0.999 958, 在1~40 mg/L浓度范围内具有良好的线性。表1给出了该方法的加标回收率及相对标准偏差, 回收率在95%~110%之间, 说明该法稳定性较好, 相对标准偏差RSD (n=6) 为5.71%, 说明该方法精密度较好。

2.2.5 其他方面

若采样后不能立即分析并怀疑样品中有氧化剂存在, 应加入还原剂保护。测定全氰回馏时醛和糖类能将CN-转化成偕醇腈, 应在样品中加入少量乙二胺加以保护, 加入氨基磺酸可以消除样品中氮化物的干扰, 经实验发现当S2-浓度100倍于CN-时会对检测结果产生干扰, 在检测前最好事先估计废水中S2-相对CN-的含量, 确定检测方法。

3 结论

化学电镀 篇5

目前,用于湿法提取锌、铜等有色金属的阳极材料多为铝基铅及铅合金镀层,存在的缺陷是槽电压高、电流效率低、能耗高、强度低、寿命短、阴极产品易返溶等。在镀液中掺杂某些固体颗粒采用脉冲复合电沉积技术制备复合镀层可以改进其性能[1,2,3],如提高硬度、耐腐蚀性、耐磨性、电催化活性等[4,5,6]。研究表明,脉冲由于其特殊的电流方式,对镀层的性能和沉积机理都会产生影响,其核心影响主要通过对脉冲工艺参数的控制来实现[7,8,9,10]。本工作在1060铝基体上脉冲电镀Pb-WC-CeO2复合镀层,在10%负向占空比下,考察了正向脉冲平均电流密度Jm,正向占空比r,正向脉冲工作时间ton等脉冲参数及温度对镀层在锌电解液中电化学性能的影响,探讨了脉冲参数对电化学性能和耐蚀性能的影响,比较了铝基Pb、Pb-WC、Pb-WC-CeO2脉冲镀层及直流Pb-WC-CeO2复合镀层的性能差异,获得了相关基础数据。

1 试 验

1.1 基材前处理

1060铝基体(4.0 cm×4.0 cm) 前处理工艺流程:基材机械处理(喷砂)→水洗→除油(40 g/L Na3PO4,10 g/L Na2SiO3,3 min)→水洗→碱浸(20 g/L NaOH,2 g/L Na2CO3,60 s)→水洗→酸浸(10 mL/L HF,250 mL/L HNO3,90 s)→水洗。其中浸锌层厚度为3~5 μm,镀镍层厚度为5~10 μm。

1.1.1 两步浸锌

工艺流程:经前处理后的Al基材→水洗→一次浸锌(60 s)→水洗→退锌(质量分数50%的HNO3溶液)→二次浸锌(30 s) ;温度20~30 ℃。

浸锌液配方:300 g/L NaOH,65 g/L ZnO,50 g/L酒石酸钾钠,1 g/L FeCl3,2 g/L NaNO3。

1.1.2 闪镀镍

工艺流程:两步浸Zn后的Al基材→水洗→闪镀镍;温度40~50 ℃,电流密度1.5 A/dm2,时间3 min。

镀镍液配方及参数:70 g/L硫酸镍,90 g/L配位剂柠檬酸钠,5 g/L H3BO3,10 g/L NaCl,40 g/L Na2SO4,0.45 g/L添加剂明胶,温度40 ℃,镀镍时间3 min。

1.2 复合镀层的制备

镀液配方:200~250 g/L Pb(CH3COO)2 ,160~200 g/L HBF4,10~20 g/L H3BO3,1~3 g/L C102H151O39N31,0.5~1.0 g/L CTAB-CDS(十六烷基三甲基溴化铵),pH=0.5,WC(粒径为1 μm,密度为15.8 g/cm3),10~20 g/L CeO2(粒径为20~30 nm);以120P型脉冲电镀电源于40 ℃下施镀1 h制备Pb-WC-CeO2复合镀层,阳极为纯铅板。为防止颗粒在镀液中团聚,施镀前先超声波处理30 min。在不加入WC、CeO2和不加入CeO2条件下分别制得Pb、Pb-WC脉冲镀层;在同一镀液体系中,以120 mA/cm2电流密度制备直流复合镀层以进行性能对照。

1.3 镀层性能测试

采用XL30ESEM- TMP扫描电镜测试镀层的表面形貌。采用CHI660D电化学工作站,三电极体系,稳态法测量极化曲线,以不同参数制备的镀层为研究电极(1 cm×1 cm),相同面积的Pt片作辅助电极,饱和甘汞电极作参比电极,扫描速率10 mV/s,并将各曲线经计算后的腐蚀电位、腐蚀电流密度和Tafel公式(η=a+blgJ)中的参数a,b及交换电流密度J0数据作比较。Tafel曲线在1.3 mol/L ZnSO4+1.0 mol/L H2SO4(pH=4.5)的锌电解液中测试, 所用试剂均为分析纯,以去离子水配制。

2 结果与讨论

2.1正向脉冲平均电流密度Jm对镀层耐蚀性的影响

图1显示,Jm为120 mA/cm2时,镀层的耐蚀性最强(Ecorr=-0.34 V,Jcorr=0.863 mA/cm2),因为Jm较小时,基质金属Pb的沉积速度太慢,不能完全包覆微粒并共沉积,镀层太薄,抗腐蚀性能低;随着Jm增大,阴极过电位增大,电场力增强,阴极对吸附了阳离子的WC及CeO2微粒的静电引力增强,微粒附着强度大,利于与Pb的共沉积,并能形成表面致密、耐蚀性好的镀层;Jm过大,铅的析出速度过快,由于微粒在阴极的吸附量变化不大,微粒共沉积量的增加小于金属沉积量的增加,而导致镀层中微粒相对含量降低,比表面积减小;高电流密度下由于析氢加剧,氢脆、针孔、麻点和起泡现象严重,综合表现为镀层耐蚀性降低。

2.2 正向占空比r对镀层耐蚀性的影响

图2显示,正向占空比为20%的镀层自腐蚀电位最正(-0.34 V),自腐蚀电流密度也最小(J=0.862 mA/cm2),镀层有较强的耐蚀性能。因为在其他脉冲参数不变时,较小的占空比,即较长的关断时间,使峰值电流密度大,扩散层的离子在关断时间内及时向阴极运动,有效消除浓差极化,有利于结晶成核,形成更小的晶粒;较长的关断时间为Pb与WC及CeO2微粒共沉积时均匀的扩散分布提供了充裕的时间,形成了更加致密均匀的复合镀层,表现出更好的耐蚀性能。

2.3 正向脉冲工作时间ton对镀层耐蚀性的影响

图3显示,ton为200 ms时,腐蚀电位较正(Ecorr=-0.34 V),腐蚀电流密度最小(Jcorr=0.863 mA/cm2),具有最强的耐蚀性;由于镀镍中间层表面存在很多凹坑与缝隙,微粒易于停留,并与基质金属共沉积,当正向脉冲工作时间太短(如100 ms)时,镀层太薄且不能完全包覆固体微粒,耐蚀性较差; 随正向时间增大,基体上黏附的固体微粒均匀嵌入薄层中,含量逐渐增大,在200 ms时达到峰值,此时在脉冲周期正负换向电流的作用下,镀层成分和表观形貌稳定,有优良的耐蚀性能;ton继续增大,镀液中的微粒依赖于搅拌条件下的液相传质到达阴极表面,在镀层中的含量下降,耐蚀性能降低。

2.4 温度对镀层耐蚀性的影响

图4说明,温度50 ℃时镀层具有较大的腐蚀电位(Ecorr=-0.35 V)和较小的腐蚀电流密度(Jcorr=

0.503 mA/cm2),耐蚀性能较好。由于WC密度(15.8 g/cm3)较大,在50 ℃内提高温度时可增强其热运动,有利于其在基体表面停留富集,被基质金属俘获共沉积于镀层中;温度太高,微粒平均动能过大,且微粒表面吸附正离子的能力下降,在阴极表面的黏附力减弱,同时,阴极过电位的减小也会降低电场力,不利于固体颗粒在阴极的共沉积,使镀层耐蚀性能降低。

综上,获得理想镀层的较优工艺参数为:Jm=120 mA/cm2,正向占空比r=20%,ton=200 ms。

2.5 不同镀层的性能比较

Pb、Pb-WC、Pb-WC-CeO2脉冲镀层的扫描电镜形貌(图5)显示,Pb-WC-CeO2复合镀层较另2种镀层表面更均匀有序,但粗糙度较大,这有利于提高其比表面积。通过图6~图9及表1比较3种脉冲镀层及Pb-WC-CeO2直流镀层的电化学性能表明,脉冲Pb-WC-CeO2镀层的a值最小,J0值最大,说明该镀层作阳极时,槽电压最小,耗电少,且有最好的电催化活性,可有效降低能耗,提高电流效率,其性能优于相应的直流镀层。

3 结 论

(1)正向平均电流密度为120 mA/cm2,正向占空比为20%、正向脉冲工作时间为200 ms时,所得镀层有较正的腐蚀电位和较小的腐蚀电流密度,具有相对较强的耐蚀性。

(2)铝材脉冲电沉积Pb-WC-CeO2复合镀层表面更均匀、致密、有序,其阳极析氧动力学参数中,a值较小,交换电流密度J0较大,有更好的电催化活性,并能有效降低槽电压,提高电流效率,比直流技术制备的相应镀层性能优良。

参考文献

[1]郭忠诚,曹梅.脉冲复合电沉积的理论与工艺[M].北京:冶金工业出版社,2009:17～24.

[2]石小钊,郭忠诚,陈步明,等.Al2O3粒子对双脉冲电沉积Ni-Al2O3镀层组织与性能的影响[J].材料保护,2007,40(11):10～12.

[3]黄德华,郭永,胡双启,等.双脉冲电镀非晶态Ni-P工艺对镀层性能的影响[J].材料保护,2007,40(11):38～40,43.

[4]郭鹤桐,张三元.复合电镀技术[M].北京:化学工业出版社,2007:8～14.

[5]Guo Z C,Xu R D,Zhu X Y.Studies on the wear resist-ance and structure of electrodeposited RE-Ni-W-P-SiC-PTFE composite materials[J].Surface and CoatingsTechnology,2004,187(2/3):141～145.

[6]Xu R D,Guo Z C,Pan J Y.Corrosion resistance of elec-trodeposited RE-Ni-W-P-SiC-PTFE composite coating inphosphoric and ferric chloride[J].Trans Nonferrous MetSoc China,2006,16(3):666～670.

[7]李雪松,吴化.脉冲电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层晶体结构的变化[J].金属热处理,2008,33(6):59～60.

[8]Ranjith B,Kalaignan G P.Ni-Co-TiO2 nano-compositecoating prepared by pulse and pulse reversal methodsusing acetate bath[J].Applied Surface Science,2010,257:42～47.

[9]吴化,陈颖,李雪松.脉冲参数对Ni-SiC纳米复合镀层的影响[J].电镀与环保,2006,26(1):8～10.

化学电镀 篇6

PC/ABS材料电镀工艺复杂,其中和材料最相关的是粗化工序,而粗化效果直接影响电镀质量。下面研究PC/ABS材料中PC含量、橡胶含量及橡胶粒径对粗化质量及镀层性能的影响。

1 试验部分

1.1 主要原材料

a.Dow-LG公司普通级PC:300℃、1.2 kg负荷时的熔指为10 g/10 min。

b.kumho公司ABS高胶粉1:含胶量为40%,粒径为200 nm。

c.kumho公司ABS高胶粉2:含胶量为40%,粒径为400 nm。

d.kumho公司普通级SAN:调节配方中的橡胶含量。

按照表1的材料配方,通过双螺杆挤出机挤出PC/ABS粒料,然后用注塑机注塑PC/ABS高光板,高光板的尺寸为:长140 mm、宽90 mm、厚3 mm。

%

1.2 主要试验设备

a.TE-35型双螺杆挤出机:南京科亚塑料机械有限公司。

b.JEOL1230透射电镜:日本电子公司。

c.7010型剥离力 测试仪 :德国Zwick/Roell公司。

1.3 电镀试验

1.3.1电镀流程

高光板的电镀工艺流程如下。

去应力→除油→水洗→粗化→水洗→还原→水洗→敏化→活化→水洗→解胶→水洗→化学镀镍→预镀铜→水洗→镀镍→镀铬→水洗→烘干。

其中,粗化液中的硫酸浓度为400 g/L、铬酸浓度为400 g/L,粗化温度为64℃,粗化时间为16 min。

1.3.2电镀结合力测试

将电镀件切割成长140 mm、宽10 mm、厚3 mm的尺寸,测试剥离力。测试速度为100 mm/min,得到力和距离的曲线,取平台区的平均值作为镀层平均剥离力。

1.4 粗化形貌观察

粗化后取样件通过SEM观察粗化效果。

2 结果与讨论

2.1 橡胶含量的影响

PC/ABS中的橡胶组分B(聚丁二烯)在粗化液中被刻蚀形成表面凹坑,图1显示了B含量对PC/ABS材料表面粗化形态的影响。图1a是材料1(B含量为12%)粗化后的表面状态,蚀坑数量较多、分布均匀,并且孔与孔之间有一定的间隙,为良好的粗化状态;图1b是材料2(B含量为16%)粗化后的表面状态,蚀坑数量很多,但局部位置的蚀坑连在一起,表面粗糙、粗化过度。

图2是B含量对镀层剥离力的影响,以剥离力-位移曲线平台区的平均值为平均剥离力。从图中看出,B含量增加的材料2的镀层结合力下降(镀层结合力为3.8 N/cm,材料1的镀层结合力为7.3 N/cm)。这是因为橡胶含量过多时,粗化后局部位置的蚀坑连在一起,表面粗糙,粗化过度,从而导致镀层剥离力下降。

图3是橡胶粒径对镀层剥离力的影响,以剥离力-位移曲线平台区的平均值为平均剥离力。材料4中除了含有200 nm的ABS高胶粉1以外,还加入了大粒径(400 nm)的ABS高胶粉2,镀层剥离力为9.5 N/cm。镀层剥离力提高的原因是:小粒径橡胶均匀分散在PC/ABS中,能够提高足够数量的铆合点,为材料提供良好的电镀性能(图4a);增加少量大粒径橡胶、粗化后,能够提供更深的铆合点,因此提高了镀层的结合力(图4b)。

2.2 PC含量的影响

图5显示了PC含量对粗化表面形态的影响。图5a是材料1的表面状态;图5b显示材料3蚀坑数量少、粗化不足,电镀后表面存在漏镀现象。表明PC含量增加到65%时,粗化困难、电镀出现漏镀等缺陷。

3 结论

a.橡胶含量为12%、PC含量为50%时,粗化效果好、镀层剥离强度高;

b.在电镀PC/ABS材料中加入400 nm粒径的橡胶后,提高了镀层的剥离强度。

参考文献

[1]吴双成.塑料粗化原理和实践[J],Materials Protection,2000,30:20-21.

[2]吴水苟.PC/ABS合金塑料电镀工艺改进[J],电镀与涂饰,2011,31:20-22.

[3]Hermann-josef Middeke.Plating on plastics partⅠ-history,application of metal plated plastics,kinds of plastics[J],Materials Protection,2004,24:35-39.

[4]吴利英.影响塑料电镀的塑料工艺因素分析[J],现代塑料加工应用,2002,14:11-13.

化学电镀 篇7

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