應(yīng)用化學(xué)4.3電鍍銅

1、1. 電鍍銅1.1硫酸鹽鍍銅1.2氰化物鍍銅1.3焦磷酸鹽鍍銅1,4有機膦酸鹽鍍銅HEDP鍍銅GO！ 銅在鐵表面上的鍍層屬于陰極性鍍層，只能起機械保護作用。當(dāng)表面銅鍍層有，裸出基體金屬鐵時，銅與鐵之間構(gòu)成，鐵先被腐蝕。因此銅鍍層存在加速了鐵的腐蝕。同時，銅在空氣中很快變暗，。古代銅鏡有的在地下保存幾千年仍不銹蝕，甚至能照出人影，經(jīng)現(xiàn)代分析檢測發(fā)現(xiàn)是由于NEXT3NEXT 在某些情況下，鍍銅的鋼鐵件可用來代替銅零件，以節(jié)約有色金屬銅。，這樣不但可以減少鍍層孔隙減少鍍層孔隙，而且可以，通常先鍍較厚的銅層，再鍍薄鎳層。此外，鍍銅也用于鋼鐵件的防止?jié)B碳、印刷電路、塑料電鍍等方面。4NEXT 電鍍銅電解

2、液種類很多，目前生產(chǎn)中應(yīng)用的主要有下列4種：。其他還有、氨三乙酸鹽鍍銅、氟硼酸鹽鍍銅和三乙醇胺鍍銅等，這些工藝在生產(chǎn)上。1.1 硫酸鹽鍍銅硫酸鹽鍍銅有普通酸性硫酸鹽鍍銅在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用已有140多年的歷史了。光亮鍍液是近期發(fā)展起來的工藝。 5NEXT普通鍍液成分簡單，穩(wěn)定性好，電流效率高，沉積速度快，但鍍液的，。是在普通鍍液中加入某些光亮劑配制成的，在這類鍍液中，不但可以獲得高整平、全光亮的鍍層，而且鍍液的分散能力和鍍層的結(jié)晶組織都有改善。同時電鍍的工作電流密度上限提高。 6NEXT1.1.1 銅電鍍液 。7NEXT(1)鍍液成分和工作規(guī)范8NEXT 這類鍍液成分比較簡單，配制也比較方便，只要

3、將計算量的硫酸銅用熱水溶解后，稍加冷卻，就可慢慢加入計算量的硫酸，再加水至規(guī)定的體積 。(2)電極反應(yīng) （1）陰極反應(yīng) 據(jù)研究二價銅離子同時得到兩個電子直接還原為金屬的可能性不大，較大的可能分為兩步還原： Cu 2+e Cu(慢) Cu+ e Cu (快)9NEXT陽極反應(yīng) 銅陽極主要發(fā)生如下反應(yīng)：Cu Cu 2 +2e有時也會發(fā)生不完全氧化 Cu Cu + e (快)可能進(jìn)一步被氧化為Cu 2 ，也可能被水解形成氧化亞銅(俗稱銅粉)： 2Cu+2H2O2CuOH+2HCu2O（沉淀）+H2o 使得影響鍍層質(zhì)量?？杉尤腚p氧水雙氧水使氧化亞銅氧化為二價銅，以改善鍍層質(zhì)量。10NEXT 實踐證明，

4、 極化曲線性質(zhì)對沉積物結(jié)構(gòu)和分散能力有重大的影響。如圖41：圖4-1 銅在不同的鍍液中的陰極極化曲線11NEXT10.5molLCuSO4十0.05ndLH2SO4，60；20.5molLCuSO4十0.05molL H2SO4，25；30.5molLCuS04十0.5molH2SO4，21；40.5mol LCuS04十0.05molLH2SO4十l gL動物膠 在酸性溶液中銅陰極極化不大，加入膠體后，可使極化增加，鍍層質(zhì)量增大鍍層質(zhì)量增大，因此只能加入一定量膠體。 加酸有利于得到更細(xì)小結(jié)晶，并能提高溶液電導(dǎo)率和防止堿式亞銅鹽的析出。但硫酸過量能引起陰極銅的溶解。 12NEXT 提高溫度能使

5、銅的晶體增大，然而提高電流密度能增大極化，有利于細(xì)結(jié)晶生成，減弱了溫度的影響。一般是在3550下工作，溫度不得低于20。 實驗發(fā)現(xiàn)，電流密度低于0.3Adm2時，電流效率急劇降低，在加熱和強制循環(huán)時可提高到7Adm2。提高溶液酸度和加強溶液循環(huán)時，也可增高到20Adm2， 13NEXT 主要是可用大的電流密度，電鍍速度快，有利于電鍍較厚的銅鍍層。主要是。由于電鑄對產(chǎn)品表面狀況要求低，因此酸性電鍍液常用于制造制造銅鑄件。銅鑄件。14NEXT1.1.2 在硫酸鹽鍍銅液中可直接得到光亮的鍍銅層，是近代鍍銅工業(yè)中重要的進(jìn)步。光亮硫酸鹽鍍銅成本低，電流效率高，沉積速度快，又可省去繁重的機械拋光，減少用鎳

6、，降低電鍍成本。 (1) 配方及工作條件 見表42 15NEXT16NEXT 硫酸銅硫酸銅是電鍍液中主鹽，提高其含量可提高電鍍的電流密度上限，同時鍍層的孔隙率減少，光亮度增加。但其含量過高，會降低鍍液的分散能力，尤其是在較低溫度下，會使硫酸銅析出，影響陽極的正常溶解。在冬季，硫酸銅含量控制在150200gL之間，而在夏季，可在180220gL之間。 在鍍液中提高溶液的電導(dǎo)和降低銅離子的活度，改善鍍層的結(jié)晶組織，同時防止銅鹽的水解，減少銅粉產(chǎn)生。因此提高硫酸含量可以提高鍍液的分散能力，使鍍層結(jié)晶細(xì)致，陽極溶解改善。但是如果其含量過高，將會降低鍍層的光亮度。17NEXT 四氫噻唑硫酮 是良好的整平

7、劑，它的整平作用隨其質(zhì)量濃度而變化，在5104 1103gL效果最好。單獨使用它時只能使鍍層細(xì)化，然而與其他光亮劑配合使用時，可使鍍層的光亮度顯著提高，并且使鍍層的光亮范圍向低電流密度區(qū)方向擴展，使零件凹下部位鍍層的光亮度提高。 聚二硫二丙烷磺酸鈉聚二硫二丙烷磺酸鈉( (代號代號SP)SP)單獨使用時不但對單獨使用時不但對鍍層不起光亮作用，反而對整平性不利，即起負(fù)整平鍍層不起光亮作用，反而對整平性不利，即起負(fù)整平作用作用，但能使鍍層細(xì)化。它對鍍層的細(xì)化與其含量有關(guān)，在含量為0.01- 0.02 gL之間時，對鍍層細(xì)化作用最好，含量低于0.01gL時，作用不明顯，高于0.02gL時，不但細(xì)化作用

8、減弱，還會使鍍層出現(xiàn)麻點 .18NEXT 聚乙二醇聚乙二醇是非離子型表面活性劑，電鍍中使用相對分子質(zhì)量范圍分子質(zhì)量范圍4000600040006000效果最好效果最好。單獨使用時不起光亮作用，可使鍍層細(xì)化并有一定的整平作用。它與四氫噻唑硫酮和聚二硫二丙烷磺酸鈉組合使用時，能獲得全光亮的鍍銅層，用量在0.03 - 0.1gL為宜，太少時鍍層不亮，過多時會使鍍層表面形成憎水膜，影響銅鍍層與其他鍍層之間的結(jié)合力，同時還影響鍍層的光亮度。 十二烷基硫酸鈉是陰離子表面活性劑，起潤濕劑作用，能降低鍍件與鍍液之間的界面張力，減少針孔，擴大工作電流密度范圍，使鍍件電流密度區(qū)鍍層的光亮度更好，19NEXT其用量

9、在0.050.2gL最好。；用量過多，會使鍍層發(fā)霧，影響鍍層的光亮度。 Cl Cl適量加入鍍液中能提高鍍層的光亮度和整平適量加入鍍液中能提高鍍層的光亮度和整平性，性，還能降低鍍層的內(nèi)應(yīng)力。但其含量過多會使鍍層的光亮度明顯下降，甚至出現(xiàn)條紋，而且過多的氯離子處理極為困難。 ( 溫度 提高溫度可以使用，可提高鍍層的光亮度和整平性，而且韌性亦好。但溫度過高，鍍層的光亮度和整平性下降電流密度范圍縮小，鍍件在低電流密度區(qū)的鍍層呈暗紅色。 20NEXT 電流密度 它與銅鹽含量、鍍液溫度和攪拌速度等有關(guān)。當(dāng)銅鹽含量高，溫度高，攪拌速度快時可以使用較高的電流密度。提高電流密度可以加快沉積速度，使鍍層的光亮度和

10、整平性提高。但電流密度過高，反而使整平作用下降。一般在2 - A/dm2之間。 攪拌 可以提高電流密度上限，減少針孔和毛刺。 陽極 若用電解銅作陽極會出現(xiàn)較多的“銅粉”，消耗過多的光亮劑，鍍液壽命降低。在這類鍍液中，其磷含量有較大的影響，含磷過高時，陽極易鈍化，溶解性能差；含磷過少時，則陽極上溶解下來的一價銅多，使“銅粉”增多，光亮劑消耗快，合適的含磷量為0.040.3之間。 21NEXT正常的磷銅陽極在電鍍過程中會形成一層棕黑色的正常的磷銅陽極在電鍍過程中會形成一層棕黑色的膜膜，這也是其，這也是其的標(biāo)志的標(biāo)志。若黑膜過厚，導(dǎo)。若黑膜過厚，導(dǎo)致陽極嚴(yán)重鈍化，則表明陽極中致陽極嚴(yán)重鈍化，則表明陽

11、極中含磷量偏高含磷量偏高。若在。若在電鍍過程中，銅陽極表面電鍍過程中，銅陽極表面不能形成棕黑色薄膜不能形成棕黑色薄膜，則，則這種陽極通常是不能使用的。這種陽極通常是不能使用的。 維護：維護：鍍液在使用一段時間后，由于有機物的分鍍液在使用一段時間后，由于有機物的分解產(chǎn)物積累，使鍍層的光亮范圍縮小，光亮度下解產(chǎn)物積累，使鍍層的光亮范圍縮小，光亮度下降，需及時進(jìn)行凈化處理，處理方法是加入降，需及時進(jìn)行凈化處理，處理方法是加入1 L 30的雙氧水，加熱至的雙氧水，加熱至5060度，攪拌度，攪拌60min，再加入，再加入350gL活性炭，攪拌活性炭，攪拌30min，靜止過濾，再向過濾后的鍍液中補充適量的

12、各種靜止過濾，再向過濾后的鍍液中補充適量的各種光亮劑，可繼續(xù)電鍍。光亮劑，可繼續(xù)電鍍。 22NEXT 1. 陰極反應(yīng) 據(jù)研究，二價銅離子同時得到兩個電子直接還原為金屬的可能性不大，較大的可能分為兩步還原： Cu 2+eCu(慢) Cu+ e Cu (快)23NEXT陽極反應(yīng) 銅陽極主要發(fā)生如下反應(yīng)：Cu Cu 2 +2e有時也會發(fā)生不完全氧化 Cu Cu + e (快)可能進(jìn)一步被氧化為Cu 2 ，也可能被水解形成氧化亞銅(俗稱銅粉)： 2Cu+2H202CuOH+2HCu2O（沉淀）+H2O使得影響鍍層質(zhì)量。可加入雙氧水使氧化亞銅氧化為二價銅，以改善鍍層質(zhì)量。24NEXT1 12 2 氰化物

13、鍍銅氰化物鍍銅 氰化物鍍銅也將近有一百年的歷史了，主要用作鋼鐵件等的預(yù)鍍銅，也可作為加厚鍍既可吊鍍也可以滾鍍。在銅的氰絡(luò)合物中銅以一價形式存在的，絡(luò)合劑用氰化鈉或氰化一價銅與CN-可形成3種絡(luò)合物：NaCu(CN)2、Na2Cu(CN)3、Na3Cu(CN)4，其含量最多的是Na2Cu(CN)3或Cu(CN)3 2。當(dāng)鍍液中游離氰化鈉含量偏低時，它會轉(zhuǎn)化為Cu(CN)2；而當(dāng)游離氰化鈉含量過高時，它會轉(zhuǎn)化為Cu(CN)4 3。這樣都將會導(dǎo)致陰極電流效率降低。 25NEXT在氰化物溶液中，Cu 的析出電位為-0.9 1.5V，它已不能被鐵置換，因而鐵制品在氰化物溶液中就能直接鍍銅。 26NEXT

14、27NEXT 氰化亞銅是鍍液中的主鹽，市售的氰化亞銅含銅量69左右，當(dāng)鍍液中游離氰化鈉含量和溫度不變時，降低鍍液中的銅含量可以獲得較為細(xì)致的鍍層，并能使鍍液的分散能力和覆蓋能力提高，但陰極電流效率和電流密度上限將會降低，所以在預(yù)鍍銅時，一般采用低濃度的銅鹽；作為快速鍍銅時，常用高濃度的銅鹽。 游離氰化鈉是銅的絡(luò)合劑，提高其含量可以促進(jìn)陽極溶解，提高陽極電流效率，增大陰極極化，保持鍍液穩(wěn)定，使鍍層結(jié)晶細(xì)致，并使鍍液的分散能力和覆蓋能力提高。 28NEXT但是游離氰化鈉含量過高時，陰極電流效率降低，甚至?xí)龟帢O上得不到鍍層。所以作為一般底層電鍍時，銅與游離NaCN比例為1：(0.5-08)；在含有

15、酒石酸鹽或硫氰酸鹽的鍍液中，銅與游離NaCN比例為1：(0.30.4).NaOH能優(yōu)先吸收二氧化碳，減緩二氧化碳對氰化鈉的分解作用，使鍍液保持穩(wěn)定。其次它也起子增加鍍液導(dǎo)電能力的作用，保證了鍍液具有較高的分散能力，改善鍍層質(zhì)量。 29NEXT Na2CO3的存在將促使反應(yīng)平衡向左移動，從而減緩和抑制了氫氧化鈉和氰化物吸收二氧化碳的反應(yīng)，起了穩(wěn)定鍍液的作用。碳酸鈉僅在新配鍍液時加入，一般不予補充。碳酸鹽過量時(超過60gL)銅鍍層色澤暗紅，有時長毛刺，甚至呈海綿狀 . 酒石酸鹽和硫氰酸鹽是陽極活化劑，或稱陽極去極化劑，有降低陽極極化、促進(jìn)陽極溶解作用。它們能與一價或二價銅離子絡(luò)合，也是氰化鈉的輔

16、助絡(luò)合劑，可防止陽極表面生成氫氧化銅或氰化亞銅等沉淀，這些沉淀黏附在陽極表面使陽極導(dǎo)電性能降低，導(dǎo)致陽極30NEXT鈍化。因而這些輔助絡(luò)合劑的存在改善了陽極溶解性能，并使鍍層更加細(xì)致，增加鍍層光澤。 硫酸錳是氰化物電鍍液的光亮劑，但只有在與酒石酸鹽或硫氰酸鹽聯(lián)合使用，才能獲得光亮鍍層。硫酸錳用量太少，作用不明顯，不能獲得光亮鍍層；用量太多，會使鍍層發(fā)脆。也可加硫代硫酸鈉(1gL)，同樣獲得細(xì)致光亮鍍層。 31NEXT 鍍液的溫度升高，可使離子運動速度加快，陰極極化降低，電流效率提高。在加厚鍍銅和快速鍍銅時需升高鍍液的溫度在50-65左右，預(yù)鍍銅鍍液的溫度可低些，一般控制在3040 。 提高陰極

17、電流密度，會增大陰極極化，電流效率降低，鍍層呈玫瑰色。降低電流密度，沉積銅層呈暗紅色，結(jié)晶細(xì)致 32NEXT 優(yōu)缺點：氰化物電鍍氰化物電鍍沉積物非常細(xì)致沉積物非常細(xì)致，氣，氣孔少，電鍍液分散能力強，在非貴金屬上能直孔少，電鍍液分散能力強，在非貴金屬上能直接鍍銅，因此氰化物電鍍得到廣泛的應(yīng)用。其接鍍銅，因此氰化物電鍍得到廣泛的應(yīng)用。其主要主要缺點缺點是是電流密度小，電流效率低電流密度小，電流效率低(一般為一般為60一一70左右左右)，電鍍液不穩(wěn)定，以及有劇，電鍍液不穩(wěn)定，以及有劇毒，操作時要特別小心，車間應(yīng)有可靠通風(fēng)裝毒，操作時要特別小心，車間應(yīng)有可靠通風(fēng)裝置，并備有解毒液，以防萬一。置，并備有

18、解毒液，以防萬一。 33NEXT13 焦磷酸鹽鍍銅 在一個半世紀(jì)以前即已發(fā)明，但由于成本較高，直到20世紀(jì)50年代以后才在工業(yè)上得到應(yīng)用。該法優(yōu)點是鍍液分散能力好、無毒、腐蝕性小、鍍層韌性很好，缺點成本高，污水處理比較困難，鍍液黏度大等缺點。 34NEXT (1)焦磷酸根與銅離子的絡(luò)合作用 該鍍液，。在鍍液中的絡(luò)合反應(yīng)可寫為： Cu2P2O7(S)+3P2O7 4 2Cu(P2O7)2 6生成的絡(luò)合物Cu(P2O7)2 6 具有螯合物結(jié)構(gòu)。 1.3.1 基本原理35NEXT36NEXT 事實上，焦磷酸根與銅形成絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)形式在溶液pH值發(fā)生變化。 pH值10時，主要存在形式為： Cu(OH)

19、(P2O7)2 3 一般焦磷酸鹽鍍銅液的pH值在89之間，所以主要的絡(luò)合物結(jié)構(gòu)形式為Cu(P2O7)2 6。這種結(jié)構(gòu)是上述幾種絡(luò)合形式中較為穩(wěn)定的一種， 有些鍍液中，同時加入氨水與檸檬酸銨，它們與焦磷酸鹽形成混合配體絡(luò)合物，但濃度不高，氨水與檸檬酸銨主要作為緩沖劑及輔助絡(luò)合物使用。 38NEXT (2)電極反應(yīng) 陰極反應(yīng) 焦磷酸鹽鍍銅屬絡(luò)合物鍍液，鍍液中有多種絡(luò)離子存在。由于低配位數(shù)的絡(luò)離子體積小，穩(wěn)定性差，放電的障礙小，放電時所需要的活化能低，容易在，所以在多數(shù)情況下，主要是低配位數(shù)的絡(luò)離子在陰極上放電。但隨溶液pH值變化，絡(luò)合劑濃度增減，在電極上放電反應(yīng)的絡(luò)合離子也可能變化，情況比較復(fù)雜。

20、其極化曲線見圖。39NEXT 圖4-440NEXT 在焦磷酸鹽鍍銅溶液中，當(dāng)鍍液中游離(P2O7) 4 0.18molL時，陰極上主要放電的絡(luò)離子為Cu(P2O7)2 6 ，它分為兩步進(jìn)行： 41NEXT 焦磷酸鹽鍍液的陰極電流效率較高。當(dāng)鍍液中游離焦磷酸根含量較低時，100。但當(dāng)鍍液中正磷酸鹽含量和游離焦磷酸根含量增高時，陰極電流下降，陰極上也會發(fā)生析氫反應(yīng)：2H2O+2e H2+ 2OH 42NEXT總反應(yīng)為 43NEXT有時會發(fā)生陽極的不完全氧化，生成一價銅離子，它水解后又產(chǎn)生銅粉。 132 電鍍液成分與工作規(guī)范 44NEXT45NEXT 銨離子也能與銅絡(luò)合，并能起調(diào)節(jié)鍍液pH值的作用，

21、對鍍層質(zhì)量也有明顯影響。銨離子濃度過低，鍍層粗糙，色澤變暗。銨離子含量過高時，鍍層為暗紅。氨易揮發(fā)，應(yīng)注意經(jīng)常補充。 46NEXT焦磷酸鹽鍍?nèi)芤旱某煞趾凸ぷ饕?guī)范見表3-4。 47NEXT48NEXT 一般鍍銅，應(yīng)控制溫度為一般鍍銅，應(yīng)控制溫度為30304040。光亮性鍍銅液，控制溫度為光亮性鍍銅液，控制溫度為40404545。在正常溫度范圍內(nèi)，提高溫度，電鍍使在正常溫度范圍內(nèi)，提高溫度，電鍍使用的電流密度范圍增大，并可改善鍍層用的電流密度范圍增大，并可改善鍍層外觀色澤。溫度過高時，會使鍍液受到外觀色澤。溫度過高時，會使鍍液受到破壞，鍍層質(zhì)量嚴(yán)重下降。破壞，鍍層質(zhì)量嚴(yán)重下降。鍍液的溫度對電鍍液的

22、影響 前已提到對焦磷酸鹽電鍍銅質(zhì)量?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，用單相半波、單相全波和間歇直流等幾種整流波形電鍍時，可得到光亮鍍層。511.4 有機膦酸鹽鍍銅HEDP鍍銅 14，1 常見的幾種有機膦酸結(jié)構(gòu)式及其性質(zhì)常見的幾種有機膦酸結(jié)構(gòu)式及其性質(zhì) 這類有機膦酸(或鹽)具有一定的表面活性，水溶性好在水中穩(wěn)定，不易水解，其分子中的磷酸基有較大的誘導(dǎo)效應(yīng)和較強的配位能力， 它們是 Ca 2、M g 2+、Fe 3+、Cu 2、Ni 2、Zn 2、 Mn 2等。 NEXTBACK53 在石油化工、化肥生產(chǎn)等化工設(shè)備的循環(huán)在石油化工、化肥生產(chǎn)等化工設(shè)備的循環(huán)冷卻水中，加入冷卻水中，加入微量的有機膦酸微量的有機膦酸，可以防

23、止，可以防止或或水中有害物質(zhì)對設(shè)備器材的腐蝕和結(jié)水中有害物質(zhì)對設(shè)備器材的腐蝕和結(jié)垢，提高設(shè)備的利用效率，延長設(shè)備的使用垢，提高設(shè)備的利用效率，延長設(shè)備的使用壽命。正是由于這類有機膦酸的緩蝕和消垢壽命。正是由于這類有機膦酸的緩蝕和消垢作用，所以把它們叫做作用，所以把它們叫做。它。它們在們在、緩蝕劑、除草劑、洗滌劑、緩蝕劑、除草劑、洗滌劑、牙膏和制藥牙膏和制藥等方面都得到了應(yīng)用。已用有機等方面都得到了應(yīng)用。已用有機膦酸鹽配制無氰電鍍?nèi)芤海糜阱冦~、鍍鋅、膦酸鹽配制無氰電鍍?nèi)芤?，用于鍍銅、鍍鋅、鍍金、鍍鐵、鍍鎳、鍍鎘和鍍銅鍍金、鍍鐵、鍍鎳、鍍鎘和鍍銅錫合金等。錫合金等。目前目前由于貨源關(guān)系，由于貨源

24、關(guān)系，1.41 HEDP鍍銅 5556。HEDP對Cu 2+的絡(luò)合形式。在pH2 - 8時，其主要絡(luò)合形式為：Cu(C2H5P2O7) 和 Cu(C2H5P2O7)24-BACKNEXT在，其主要絡(luò)合形式為： Cu2 (C2H4P207)0 和Cu(C2H4P207)2- 在pH10.512時，其主要絡(luò)合形式為： Cu(C2H3P2O7)2 8在pH值810時，當(dāng)鍍液中有足夠量的HEDP存在的情況下，它們可形成如圖結(jié)構(gòu)的螫合物。此結(jié)構(gòu)為六原子環(huán)，它是螯合物中較為穩(wěn)定的一種結(jié)構(gòu)。58NEXT59NEXT表表 4-6 HEDP鍍銅液成分及工作規(guī)范鍍銅液成分及工作規(guī)范60NEXT142 616263

25、溫度 該工藝的溫度范圍較寬，在1055之間都得到良好的鍍層。溫度高，電流密度范圍大，鍍層色澤好。但是溫度太高的話，由于陰極極化降低，使鍍層結(jié)晶變粗。在預(yù)鍍銅時可在室溫下進(jìn)行電鍍。用作加厚鍍銅時，可以適當(dāng)提高鍍液的溫度，以提高電流密度上限，加快沉積速度。 攪拌 采用陰極移動或空氣攪拌，可以提高電流密度上限，加快沉積速度。 電流密度 鍍液的電流密度范圍與溶液中。64。 反之，則電鍍可使用的電流密度范圍小。作反之，則電鍍可使用的電流密度范圍小。作預(yù)預(yù)鍍時鍍時，溶液的銅含量較低，在室溫下鍍液不攪，溶液的銅含量較低，在室溫下鍍液不攪拌，操作電流密度拌，操作電流密度只能控制在只能控制在0.6Adm2左右。

26、左右。若若采用加溫和攪拌采用加溫和攪拌，電流密度可升至，電流密度可升至lAdm2左左右。當(dāng)鍍液中的硫酸銅的含量提高至右。當(dāng)鍍液中的硫酸銅的含量提高至50gL，溫，溫度度升高至升高至50，陰極移動為陰極移動為4-6次次min，同時加，同時加入入15gL硝酸鉀的情況下，操作電流密度可達(dá)硝酸鉀的情況下，操作電流密度可達(dá)4Adm2左右。左右。65 陽極陽極 該鍍液中的陽極，可以用該鍍液中的陽極，可以用電解銅電解銅或或壓壓延銅延銅，也可以用，也可以用磷銅磷銅(含磷量為含磷量為0103)。只要鍍液中有只要鍍液中有足夠量的足夠量的HEDP，銅陽極溶解良好，銅陽極溶解良好。在在的溶液中，由于游離的溶液中，由于

27、游離HEDP含量較高含量較高，銅，銅陽極的溶解性能很好。若發(fā)現(xiàn)鍍液中銅離子有上陽極的溶解性能很好。若發(fā)現(xiàn)鍍液中銅離子有上升趨勢時，可以減少銅陽極的面積，掛入部分不升趨勢時，可以減少銅陽極的面積，掛入部分不銹鋼板作為不溶性陽極，以保持銅含量的穩(wěn)定。銹鋼板作為不溶性陽極，以保持銅含量的穩(wěn)定。生產(chǎn)生產(chǎn)。662. 合金電鍍 含義：兩種或兩種以上的金屬同時電沉積的電鍍合金電鍍， 特點：（1）能夠賦予鍍層一些特殊的機械性能和物理化學(xué)性能，例如更高的硬度、耐腐蝕性等。 （2）比通常的單金屬電鍍要復(fù)雜而困難，電鍍存在較大局限性，條件的控制更為苛刻。優(yōu)選各中因素，使幾種金屬應(yīng)有相近的析出電勢和良好的鍍層。676

28、8下一頁最后頁上一頁第一頁第四章第四章 金屬的表面精飾金屬的表面精飾3. 復(fù)合電鍍復(fù)合電鍍定義：定義： 在電鍍或化學(xué)鍍的鍍液中加入一種或多種在電鍍或化學(xué)鍍的鍍液中加入一種或多種非溶性的固體微粒非溶性的固體微粒，使其與主體金屬（或合金），使其與主體金屬（或合金）共沉積在基體上的鍍覆工藝。以增加其共沉積在基體上的鍍覆工藝。以增加其耐磨性耐磨性或其它特殊性能或其它特殊性能。主金屬：。主金屬：Ni Co Cr等。等。復(fù)合電鍍中的固體微粒的種類復(fù)合電鍍中的固體微粒的種類a.提高鍍層耐磨性的高硬度、高熔點、耐腐蝕提高鍍層耐磨性的高硬度、高熔點、耐腐蝕的微粒。的微粒。eg: ，-Al2O3, SiO2, S

29、iC等。等。69下一頁最后頁上一頁第一頁第四章第四章 金屬的表面精飾金屬的表面精飾b.提供自潤滑特性的固體潤滑劑微粒。提供自潤滑特性的固體潤滑劑微粒。 eg: MoS2,聚四氟乙烯聚四氟乙烯,石墨等。石墨等。聚四氟乙烯聚四氟乙烯微粒由于能均勻分散在主體鍍層中，在表面磨微粒由于能均勻分散在主體鍍層中，在表面磨損時提供潤滑并具有良好的穩(wěn)定性，近年來研損時提供潤滑并具有良好的穩(wěn)定性，近年來研究較多。究較多。c.提供具有電接觸功能的微粒。提供具有電接觸功能的微粒。eg: WC, SiC, MoS2 等。等。70 影響復(fù)合鍍層質(zhì)量的因素：影響復(fù)合鍍層質(zhì)量的因素： 鍍液的組成，電流密度及固體粒子的大小和鍍

30、液的組成，電流密度及固體粒子的大小和濃度等。濃度等。熔鹽電鍍?nèi)埯}電鍍定義：指在熔鹽介質(zhì)中進(jìn)行的一種電鍍方式。定義：指在熔鹽介質(zhì)中進(jìn)行的一種電鍍方式。 可以鍍單金屬或復(fù)合金屬?？梢藻儐谓饘倩驈?fù)合金屬。71熔鹽電鍍的優(yōu)點：熔鹽電鍍的優(yōu)點： 1.電流效率高，副反應(yīng)少； 2.電沉積速度快；能在復(fù)雜鍍件上得到較為均勻的鍍能在復(fù)雜鍍件上得到較為均勻的鍍層層 3.熔鹽能溶解金屬表面氧化物，并能使沉積金屬擴散進(jìn)入金屬基體，鍍層與基底結(jié)合力強。同時鍍層有較好同時鍍層有較好的抗腐蝕性能等。的抗腐蝕性能等。 （實例見書實例見書P143）72五五.塑料的金屬化涂裝塑料的金屬化涂裝（1）.在塑料表面實現(xiàn)金屬化涂裝的兩個

31、必備條件：在塑料表面實現(xiàn)金屬化涂裝的兩個必備條件： 鍍層與基底之間不是簡單的結(jié)合，而必鍍層與基底之間不是簡單的結(jié)合，而必須牢須牢 固、堅實、經(jīng)久耐用。固、堅實、經(jīng)久耐用。 外觀及成本必須符合使用要求。外觀及成本必須符合使用要求。（2）.基材：基材：ABS（3）.ABS塑料金屬化涂裝的工藝：塑料金屬化涂裝的工藝：丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）三元接枝共聚物731、基本 ABS 塑料電鍍典型工藝流程如下：塑料電鍍典型工藝流程如下： 鍍前檢驗鍍前檢驗(外觀、內(nèi)應(yīng)力、牌號外觀、內(nèi)應(yīng)力、牌號)化學(xué)去油化學(xué)去油熱水熱水-流水流水表面粗化表面粗化流水流水浸酸浸酸流流水沖洗水沖洗予浸予浸膠體鈀活化膠

32、體鈀活化流水沖洗流水沖洗解膠解膠兩退水兩退水化學(xué)鍍鎳（銅）化學(xué)鍍鎳（銅）流水沖流水沖洗洗電鍍電鍍水洗水洗干燥干燥鍍后檢驗鍍后檢驗。743 31 1 鍍前檢驗鍍前檢驗 (1)。任何粗制濫造的塑料制。任何粗制濫造的塑料制件都鍍不出合格產(chǎn)品。塑料模制件表面質(zhì)量件都鍍不出合格產(chǎn)品。塑料模制件表面質(zhì)量與模具質(zhì)量與模制工藝條件有關(guān)。需要電鍍與模具質(zhì)量與模制工藝條件有關(guān)。需要電鍍的的ABS制件表面應(yīng)該有清潔、平整光亮的外制件表面應(yīng)該有清潔、平整光亮的外觀不應(yīng)有氣絲、氣泡、白斑、飛邊、毛觀不應(yīng)有氣絲、氣泡、白斑、飛邊、毛刺、凹坑及嚴(yán)重劃傷等缺陷。刺、凹坑及嚴(yán)重劃傷等缺陷。75 在塑料成型過程中，由于溫度控制不

33、當(dāng)?shù)纫蛟谒芰铣尚瓦^程中，由于溫度控制不當(dāng)?shù)纫蛩?，會使塑料制品產(chǎn)生素，會使塑料制品產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力較大內(nèi)應(yīng)力?；瘜W(xué)鍍就會。化學(xué)鍍就會產(chǎn)生產(chǎn)生露塑露塑，影響鍍層與塑料基體結(jié)合。因此鍍前，影響鍍層與塑料基體結(jié)合。因此鍍前常對塑料制件應(yīng)力進(jìn)行抽檢。其方法是將常對塑料制件應(yīng)力進(jìn)行抽檢。其方法是將ABS制制品樣件浸入冰乙酸約品樣件浸入冰乙酸約23分鐘取出后用水清洗分鐘取出后用水清洗吹干，如出現(xiàn)白色裂紋表明有殘余應(yīng)力。吹干，如出現(xiàn)白色裂紋表明有殘余應(yīng)力。 (2)。76 并非任何牌號的并非任何牌號的ABS制品經(jīng)電鍍都可獲得結(jié)合制品經(jīng)電鍍都可獲得結(jié)合力良好的鍍層?，F(xiàn)在許多國家部生產(chǎn)供電鍍專用的力良好的鍍層?，F(xiàn)在許

34、多國家部生產(chǎn)供電鍍專用的一定牌號的一定牌號的ABS塑料塑料，稱之，稱之電鍍級電鍍級。 國產(chǎn)電鍍級國產(chǎn)電鍍級ABS有有。眾所周知。眾所周知ABS塑塑料是由丙烯料是由丙烯腈腈(A)、丁二烯、丁二烯(B)、苯乙烯、苯乙烯(s)三元共聚三元共聚高分子化高分子化合合物組成。物組成。A、S決定塑料本身強度決定塑料本身強度B高高低決定注塑時流動性即成型難易低決定注塑時流動性即成型難易。 對電鍍而言不同牌號的對電鍍而言不同牌號的ABS中易于被化學(xué)粗化中易于被化學(xué)粗化的的B含量不含量不一一樣。樣。太高阻化后微孔過密易聯(lián)成大孔。太高阻化后微孔過密易聯(lián)成大孔。B偏低時極偏低時極化困難?；щy。B含量過高過低都影響電

35、鍍層與基本結(jié)合含量過高過低都影響電鍍層與基本結(jié)合力。力。 。77 經(jīng)模制成型的塑料制品在操作及轉(zhuǎn)經(jīng)模制成型的塑料制品在操作及轉(zhuǎn)運過程中由放靜電作用使其運過程中由放靜電作用使其表面常被塵表面常被塵埃、油污沾染埃、油污沾染。塑制品除油液成分與鋼鐵件塑制品除油液成分與鋼鐵件堿性除油堿性除油相相似。只是溫度偏低。防止溫度過高制品似。只是溫度偏低。防止溫度過高制品變形。變形。7879 化學(xué)粗化目的是化學(xué)粗化目的是改變表面微觀幾何形改變表面微觀幾何形態(tài)態(tài)。并使塑料表面上的聚合分子的化學(xué)本質(zhì)。并使塑料表面上的聚合分子的化學(xué)本質(zhì)受到改變，在其上形成受到改變，在其上形成。8081 經(jīng)粗化之后的塑料制件表面有經(jīng)粗

36、化之后的塑料制件表面有CrO3殘殘液，由于液，由于CrO3中中Cr 6+氧化作用會使下道工氧化作用會使下道工藝中活化液污染加速其失效。同時殘留在藝中活化液污染加速其失效。同時殘留在表面表面Cr 6+影響化學(xué)鍍層的結(jié)合力影響化學(xué)鍍層的結(jié)合力。因此需。因此需將將粗粗化過制件在化過制件在100一一200m1I，HCl中浸中浸酸處理。酸處理。34 浸酸和預(yù)浸82838485868788 。當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部無反應(yīng)， 一般是解膠不徹底；表面根本無任何反應(yīng)，可能是活化或解膠不充分；當(dāng)鍍層結(jié)合力差、露塑，一般為粗化不良。如果3分鐘制件表面還未被完全復(fù)蓋，可考慮鍍液各成分含量及pH是否偏低。89904.4 電泳涂裝技