碱性镀铜工艺研究+文献综述(2)
4.2.4 乙二胺四乙酸（EDTA)对本实验体系的影响 14
4.2.5 胺类化合物对本实验体系的影响 15
4.3 单一辅助络合剂的柠檬酸盐体系的优化实验 17
4.3.1 温度对本实验体系的影响 17
4.3.2 胺类化合物对本实验体系的影响 18
4.3.3 电流对本实验体系的影响 20
4.3.4 硫酸铜的浓度对本实验体系的影响 21
4.3.5 柠檬酸钾的浓度对本实验体系的影响 22
5 结论 24
致 谢 25
参考文献 26
1 前言
在钢铁基体上镀铜工艺广泛地采用氰化物镀铜。由于它具有一些良好的性能，可以直接在钢铁基体上镀覆，并能够得到良好的结合力的铜镀层，镀层的厚度分布均匀，镀液的分散能力也较好等。所以氰化物镀铜是目前使用最为广泛地镀铜工艺方法。但它也存在着巨大的缺点，最大的问题就是氰化镀铜液具有剧毒性。由于其主盐是氰化亚铜、氰化钠和氰化钾等都是剧毒物质，并且氰化物在镀液中也会自然氧化和在电极上氧化，消耗快、成本高并且严重污染环境，目前已经被全面禁止使用。我国对无氰碱性镀铜工艺的研发[1]已经有40余年了，取得了一定的进展但是大多数的工艺方法仍无法达到氰化物镀铜的效果。主要体现在对基体的选择性较强、工艺方法都较为复杂、生产周期较长、产出的镀层性能远不如氰化物镀铜的效果优秀等诸多不足。目前较为成功的无氰碱性镀铜工艺有EDTA体系[2]和HEDP体系[3-7]等。本实验的目标在于寻找一种镀层综合性能较好且简单的无氰碱性镀铜工艺。
1.1 课题研究的内容、目的
陈高等[8]指出为保证铜镀层与基体(如钢铁)有很好的结合力，必须抑制铜镀液与基体(钢铁)之间的置换反应。必须采用高浓度、配位能力强的配位体与铜离子形成非常稳定的配位离子，以降低铜的析出电位，使之接近或超过基体金属的析出电位。氰根离子与Cu+有很好的络合。而绝大部分非氰配位剂的配位能力跟氰化物相比都相差很远，无法将铜的电位降到足够低的水平。因此只采用单一的非氰配位剂来配制镀铜液很难达到要求。但是柠檬酸系碱性镀铜液具有环保优势、络合性能强、不易产生Cu+、钢铁件可采用柠檬酸活化后直接入槽电镀避免基体钝化、钢铁件在柠檬酸根过量的镀液中不易产生置换反应等综合优点。本实验以柠檬酸钾为主要络合剂，通过加入各种不同的单一辅助络合剂来研究电镀液的效果，优化配方和电镀工艺条件。开发具工业化生产潜力的配方和工艺。
1.2 课题的主要技术要求
1.2.1 电镀
电镀是指在含有预镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电解作用，使镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法。镀层性能不同于基体金属，具有新的特征。根据镀层的功能分为防护性镀层，装饰性镀层及其它功能性镀层。本实验中使用的技术为电镀铜。
1.2.2 化学镀
化学镀技术是在金属的催化作用下，通过可控制的氧化还原反应产生金属的沉积过程。与电镀相比，化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备 、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。另外，由于化学镀技术废液排放少，对环境污染小以及成本较低，在许多领域已逐步取代电镀，成为一种环保型的表面处理工艺。目前，化学镀技术已在电子、阀门制造、机械、石油化工、汽车、航空航天等工业中得到广泛的应用。
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