陶瓷表面化学镀工艺研究

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1、陶瓷表面化学镀工艺研究摘要通过正交原理设计试验及优化方法寻找最佳参数，对陶瓷表面化学镀工艺进行了研究•结果表明：（1）陶瓷化学镀铜结合强度较高，化学镀设备简单，成本低廉，⑵陶瓷化学镀的最佳工艺配方为：粗化2min,敏化液中Sn2+浓度为15g/L,镀液pH12,镀液温度45°C。关键词：化学镀；陶瓷;结合强度。目录摘要I引言1一、陶瓷衣而化学镀原理1二、试验步骤2（一）基体选择2（二）化学粗化2（三）敏化2（四）活化2（五）化学镀铜2（六）酸性光亮镀铜2（七）结合强度测试2三、试验设计3（一）确定试验指标3（二）确定因素和水

2、平3四、试验结果讨论4（一）试验结果4（-）实验结果分析43、pH值对结合强度的影响6五、结论8参考文献9引言长期以来，陶瓷以英优良的化学稳定性被用作酒类容器材料.为捉高陶瓷酒类容器的档次，陶瓷酒类容器多通过造型的变化及在其表面形成一层金屈镀层来达到提高酒类容器的品质及外观装饰效果的0的.本文对陶瓷表面化学镀铜工艺进行了研究。陶瓷是非金属材料，对非金属材料进行电镀时应先对其进行导电处理.非金属材料的常用导电处理方法冇封接法、电铸法、干镀法、溶胶一凝胶法、化学镀法及金屈釉法等，其中化学镀技术是借助还原剂使镀液中的金屈离了还原并

3、沉积到镀件的表面.出于该技术深镀和均镀能力较强，所形成的镀层厚度均匀，孔隙率低，因此得到了较为广泛的应用.国内对犁料制品的化学镀工艺已有了较为深入的研究，但对于陶瓷化学镀研究的时间较短，其工艺尚不十分完善。一、陶瓷表面化学镀原理目前，已获得金、银、铜、铁、錬、珞、钻、耙、锡等10余种化学镀层.由于陶瓷表而化学镀的口的仅仅是使基体表而导电，以利于后期的电镀，故从经济角度考虑，选用化学镀铜做底层•化学镀铜是在有催化剂存在下的氧化还原过程.化学镀铜吋，镀液中的主耍反应为：Cu2++2HCHO+40H-Cu+也+2HC00-+2H2

4、O但也可能发生不良的非催化性反应：2Cu2++HCH0+50H-Cu20+HC00-+3H.0化学镀液稳定性较差，镀液中的氧化亚铜易成为催化中心而使镀液分解。为此，通过空气搅拌可利用空气中的氧将氧化亚铜氧化成可溶性二价铜盐。二、试验步骤基体处理f化学除油f化学粗化一敏化一活化一化学镀f电镀（酸性镀铜）一结合强度测试（一）基体选择木实验所用试片为速烧陶瓷片。（-）化学粗化粗化液配方为:H2S04125ml/L,HF125ml/L温度15〜30°C,粗化时间为考察指标。（三）散化敏化液成分及工艺条件:SnC12•H2015g/L

5、,HC140ml/L,锡粒若干,温度室温,时间5〜lOmirio（四）活化活化液成分及工艺条件：AgN032〜5g/L,氨水加至溶液透明，温度室温，时间1〜5mino（五）化学镀铜化学镀液的组成：CuS048〜24g/l；酒石酸钾钠7〜21g/1；EDTA二钠盐12.5〜27g/1；NaOH10〜20g/l；氯化鎳1〜2g/l；2-2联毗喘10〜20g/l亚铁氢化钾10〜20mg/l；37%甲醛10〜15ml/L温度40〜50°C；pH值12〜13；时间60min搅拌条件空气搅拌（六）酸性光亮镀铜镀液配方：CuS04180〜

6、220g/L；98%浓H2S0460g/L；KG-54ml/L温度15〜40°C；电流强度lc2〜4A/dm2；阳极铜板含磷量0.05%〜0.3%（七）结合强度测试如图1所示：用环氧树脂将横截面面积为lcmXlcm的钢棒3粘在试样1上，固化后开始测试用水平仪校支架2的水平度.在钢棒3下加挂砂桶4,并缓慢向砂桶内加入铁砂，直至粘接层刚好被拉断，称量砂桶及铁砂的总质量，由总质量及拉断横截面面积之比算岀结合强度。三、试验设计（-）确定试验指标由于化学镀层为基体电镀的导电层，故将木试验测试指标确定为电镀后镀层的结合强度。（二）确定因

7、素和水平基体表面的粗糙程度直接影响到基体与化学镀层的结合强度，而粗糙度是由粗化吋间决定的，故粗化吋间应作为一个因素。化学镀液中离子的附着率决定于基体表层的活化程度，而活化程度由敏化强度决定,故敏化液屮锡离子的含量也应作为一个考虑因素。铜层的沉积速度随pll值增高而加快，镀层外观也得到改善.若pll值过高（如pH大于13),则会引起甲醛分解速度加快，导致镀液老化、自然分解，故将pH值也作为一个因素°化学镀铜时温度高易生成Cu20,致使镀液稳定性下降，而温度过低易析岀硫酸钠，它附着在制件表面，形成针孔，产生绿色斑点.因此，将温度

8、也作为一个考虑因素。该试验选择四因素三水平止交试验，选取L9(34)四因素三水平止交表.设计表如表表1陶瓷化学镀正交实验设计及试验结果表SWB(min)Sn+(g/L)pH温凱C)第合强度(MPa)111011300.10277J1513307.233332012307.719411512