焦磷酸盐预镀铜工艺研究+文献综述(2)
6 结论19
7 谢辞20
8 参考文献21
1 引言
1.1焦磷酸盐镀铜工艺的概况
铜是玫瑰红色富有延展性的金属。原子量为63.54，密度为8.9g/cm3、熔点1083℃。一价铜的电化学当量为2.372g/安培小时、二价铜的电化学当量为1.186g/安培小时。铜具有良好的导电性和导热性。铜易溶于硝酸，也易溶于加热的浓硫酸中，在盐酸和稀硫酸中作用很慢。铜比较柔软，容易抛光，在空气中易于氧化。
铜镀层由于具有良好的可塑性、结合性及易抛光性, 广泛用于装饰性保护镀层的底层, 这样不但可以减少镀层孔隙, 而且可以节约贵重金属的耗用量。另外, 由于碳在铜中扩散渗透困难,在工业生产中为了防止局部渗碳往往也要采用镀铜工艺。因此作为可以改变固体材料表面特性的镀铜工艺在工业上被广泛采用[1]。
铜镀层广泛用于钢铁件多层镀覆以及镀锡、镀金、镀银等的“底”层，以提高基体金属与镀层的结合力。当铜镀层无孔时，可大大提高表面镀层的抗蚀性。目前，工业上最普遍的电镀铜方法是使用含氰化物盐类的镀液。氰化镀液最大的缺点是具有毒性，在使用过程中对环境带来危害。采用低毒或无毒的镀铜方法是电镀行业的发展趋势[2]。
焦磷酸盐镀铜是一种成熟稳定的无氰镀铜工艺，由于镀层的孔隙少而在锌合金压铸件的电镀上有着广泛的采用，同时也常被用于钢铁件的电镀。但是，由于镀层与基体的结合力不好，必须需要经预镀后才能使用，使电镀过程趋向复杂。本研究试想通过实验研究得到一种同样采用焦磷酸盐作配位剂的预镀铜工艺，在钢铁基体表面能镀取结合力优良的薄铜镀层，为随后的光亮焦磷酸盐镀铜提供良好的基底。从而达到既不使用氰化物又能不显著增加电镀过程复杂性的电镀工序[3]。
焦磷酸盐镀铜，采用焦磷酸盐作主盐，焦磷酸钾作络合剂作导电盐，是一种弱碱镀铜工艺。
焦磷酸盐镀铜工艺的有点是分散能力好，无毒，深度能力强，电流效率高。由于这些特点，该工艺适应于锌压铸件，铝合金，钢铁件上的电镀工艺。又由于它具有良好的分散能力，深镀能力，以及韧性好，所以也用于印刷板的孔金属化和印染行业使用。
焦磷酸盐镀铜工艺的缺点，主要是成本高，镀液粘度大不易过滤，正磷酸盐积累会使电镀性能下降，电镀前需要预镀（钢铁件）等。焦磷酸盐镀铜工艺曾在20世纪70年代在国内风行一时，但后来由于上述缺点而发展缓慢，因此能否解决上述问题也是今后需要研究解决的问题。
近来随着环境环保压力增大，氰化镀铜工艺面临退出市场的风险，人们又对焦磷酸盐镀铜发生兴趣，能否开发出一种将预镀和加厚镀合为一体的焦磷酸盐镀铜工艺是今后的发展趋势。
1.2研究的意义
由于酸性镀亮铜工艺迅速得到推广, 使预镀问题显得愈来愈突出了. 在生产中目前多数仍沿用传统的氰化预镀铜或者酸性预镀镍工艺。采取预镀镍固然可以彻底摆脱有剧毒的氰化物, 然而由于该工艺本身分散能力较差, 对于较复杂的零件往往难以保证质量, 其次是镍层的退镀问题会给工艺带来许多不便。普通的焦磷酸盐镀铜迄今仍无对钢铁件、锌压铸件与浸锌铝件不经预镀而直接电镀的工业化成功应用先例。在适当配方及pH等工艺条件下，钢铁件在镀液中虽能不产生明显置换铜．结合力仍不可靠，其根本原因在于使基体表面快速活化的困难很大。因此开发较理想的无氰预镀工艺仍然是当前改进镀铜的重要问题之一[4]。
氰化物镀铜主要用作钢铁制品上的预镀铜层，用来防止产生置换镀层，也是其他镀层的底镀层，取其分散能力和基体的结合力好等。但氰化物镀铜不仅仅是要用氰化物，而且还要加温，所以一直都有人在努力开发替代产品。在国外盛行的是焦磷酸盐镀铜，可以在钢铁基体上镀得结合力好的镀层，其结晶比氰化物镀铜还细致，现在以取代氰化物镀铜为目标的无氰镀铜是碱性无氰镀铜工艺，国内外的电镀工艺公司都已经在广告上推出其产品。由于表面活性剂技术的进步与发展，开发出含高效活性剂的碱性镀铜工艺完全是可能的。由于已经推出产品，相信用于实际生产只是时间问题[5]。
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