碳纤维织布表面化学镀铜工艺的研究(3)
1.3 国内外研究的概况及趋势
2 实验原理
化学镀是经过溶液中恰当的还原剂使金属离子在金属表面的自催化作用下进行还原的金属沉积过程，也被称为自催化镀、无电解镀。化学镀反应的核心是一个有电子移动但无外电源的化学氧化还原反应制造的化学沉积过程。
化学镀铜液的基本组成为：铜盐、络合剂、还原剂和添加剂等。经常使用的铜盐为CuSO4、CuCl2和CuO，成分简单，经常使用的络合剂有有酒石酸钾钠、柠檬酸、三乙醇胺等。可用作化学镀铜液的还原剂有许多，有甲醛、次磷酸盐等，现今普遍使用的还原剂使还原能力强、价格便宜的甲醛，其弊端是生产中会产生有毒的甲醛蒸气。次磷酸盐作为还原剂的化学镀铜代替甲醛作为还原剂的工艺也得到了发展，这种体系的使用工艺条件范围广，镀液使用寿命长，能自主限制镀层生长，没有有毒的气体挥发。然而，以次磷酸盐作为还原剂的进行化学镀铜，得到的镀铜层厚度一般小于1μm，沉积的铜对反应不起催化作用，所以使用次磷酸盐作为还原剂还需要加入一些能促进反应自行催化的金属离子。
化学镀铜因为没有外部电源作为促进反应的动力，所以必须要在基体表面建立催化活化中心，引发氧化还原反应的发生并能持续反应达到所需的镀层厚度。基体表面进行前处理的目的就是为了建立自催化反应活性中心。金属基体与金属镀层之间的结合力为金属键的键合，而非金属基体与金属镀层则完全依靠机械咬合，如果直接在非金属基体上施镀几乎不能得到镀层，所以必须通过敏化、活化等前处理使非金属基体表面先吸附上一层具有催化还原能力的贵金属颗粒，从而促进化学镀反应的持续进行。
2.1 敏化、活化
(1) 敏化
敏化的作用就是使非金属表面形成一层具有还原作用的还原液体膜，这种具备还原作用的处理液就是敏化剂。敏化的意义是使碳纤文表面吸附沉积一层具有还原能力的物质，反应过程如下[11]：
SnCl2 + H2O Sn(OH)Cl + H+ + Cl-
SnCl2 + 2H2O Sn(OH)2 +2 H+ + 2Cl-
Sn(OH)Cl + Sn(OH)2 Sn(OH)3Cl
在活化过程当中，活性剂被还原，并沉积在碳纤文的表层形成催化晶核。好的敏化作用要求具备还原能力的离子在一定条件下能较长时间保持其还原能力，并且能控制其还原反应的速率，重点是敏化所要还原出来的不是连续的镀层，而仅仅是活化点，再通过活化使机体表面产生形成一层具有非连续性微观结构的贵金属颗粒，使机体表面具备能还原铜离子的活性催化能力，从而使整个催化处理过的基体表面上化学镀铜反应顺利进行。
（2） 活化
使非金属基体表面具备活化性能的方法可分为两种，一种是分布活化法，一种是一步胶体钯活化法。