镀层的性能及电镀工艺.ppt

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1、第四章金属的表面精饰1）电镀气泡别名：起泡电镀工艺中产生的气泡。它们往往是由表面缺陷或镀层下的气体膨胀,造成的表面破裂和缺陷。同时气泡也可能由电镀的附着力不足造成，注意气泡和素材硬包的区别。常见电镀不良的表现及图片2）镀层烧焦镀层粗糙，无光泽的现象，严重的刮手套，经常由于局部电流过大所造成。烧焦3）无光泽（整体异色）整体或者局部光泽度偏低，表现为光泽暗淡，发雾或者发白。无光泽4）露底上一镀层或者基材可见，通常表现为露铜或者露基材。露底5）镀层起皮镀层与表面金属的附着力不足,表现为镀层剥落.电镀质量差的

2、明显特征.镀层起皮6）异色局部镀层颜色与产品正常整体外观颜色不一致，表现为发黄，发黑，色斑等。异色7）氧化由于产品长时间放置，或者镀层防氧化能力太差，导致产品与空气中的成分发生反应，造成产品表面锈蚀，发黑，严重的整体出现斑点等不良。氧化氧化氧化8）电镀毛刺镀层表面出现密集的颗粒状或刺状不良，用手套触摸有刮手套的感觉。毛刺4.1.5金属电沉积过程中表面活性物质的作用金属电沉积过程，如果溶液中含有少量的添加剂，就可影响沉积过程的速度以及沉积层的结构。吸附的表面活性物质对双电层的影响主要体现在：表面活性离子

3、的吸附改变了界面的电势分布，导致双电层中放电物种——简单金属离子的浓度降低，而且阻化了该种离子阴极还原反应的速率,但却能加速络合阴离子的还原反应速率,因为添加剂和络合剂一起能形成多元络合物(如离子缔合物等)如：四烷基铵阳离子对许多金属离子的阴极还原反应起强烈的阻化作用，但却能加速S2O8-、Fe(CN)63-和PtCl42-等络阴离子的阴极还原反应原因：1.由于吸附改变了界面的电势分布，影响了反应速率；2.活性物质在电极表面的吸附引起了表面沉积反应活化能的变化，甚至对能改变金属电沉积反应的机理；电镀层

4、的平整程度和光洁度是评价镀层质量的重要指标。由于镀件不是理想平滑的，表面总存在或多或少的突起（微峰）和凹陷部分（微谷），需要在电镀过程中加入一些能够在微观不平整的镀件表面获得平整表面的添加剂，这种添加剂被称为整平剂。表面活性物质对电沉积过程的影响除上述作用外，还能对镀层起整平作用和光亮作用。整平剂作用机理可表述：(1)在整个基底表面上金属电沉积过程是受电化学活化控制(即电子传递步骤是速度控制步骤)的;(2)整平剂能在基底电极表面发生吸附，并对电沉积过程起阻化作用;(3)在整平过程中，吸附在表面上的整平

5、剂分子是不断消耗的，整平剂在基体表面的覆盖度不是出于平衡状态，其在基底上的吸附过程受自身从本体供应溶液向电极表面扩散步骤控制。整平作用可以借助于微观表面上整平剂的局部差异来说明。由于微观表面上微峰和微谷的存在，整平剂在电沉积过程中向“微峰”扩散的流量要大于向“微谷”扩散的流量，所以“微峰”处获得的整平剂的量要较“微谷”处的多，同时由于还原反应不能发生在整平剂分子所覆盖的位置上，于是，“微峰”处受到的阻化作用要较“微谷”处的大，使得金属在电极表面“微峰”处电沉积的速度要小于“微谷”处的速度，最终导致表面

6、的“微峰”和“微谷”达到平整。整平剂通常是下列物质：硫脲、香豆素、糖精等。整平剂能够改善镀件表面的不平整度，但不一定能使表面达到足够的光亮。与电镀层平整程度一样，镀层的光洁度同样与镀件表面的凹凸程度有关。对于光亮剂对镀层起光亮作用的机理：看法一：扩散控制阻化机理。假设光亮剂在镀件表面形成几乎完整的吸附单层，吸附层上存在连续形成与消失的微孔，金属只在微孔中进行沉积，微孔无序分布、故金属沉积完全均匀，最终得到光亮的镀层。看法二：认为是光亮剂具有使不同晶面的生长速度趋于一致的能力。假设光亮剂分子能优先吸附在

7、金属电结晶生长较快的晶面上，且能对电沉积起阻化作用，导致镀件表面不同位置的生长速度趋于一致，加上几何平整作用，得到光亮的镀层。需要指出：这两种增光机理都只能部分地解释实验的事实，要成功地解释增光作用，需对光亮剂在镀件表面的吸附过程动力学以及添加剂对金属电沉积过程的影响进行深入系统的研究。经验表明，光亮剂通常是含有下列一些基团的物质：添加剂不是加得越多光亮效果越好，如果添加剂加得太多，则添加剂的吸附过程已经不是由扩散步骤控制，不能实现整平和光亮作用，光亮效果反而变差.(1)在金属电沉积的电势范围内，添加

8、剂能够在镀件表面上发生吸附;(2)添加剂在镀件表面的吸附对金属电沉积过程有适当的阻化作用;(3)毒性小，不易挥发，在镀液中不发生化学变化。其可能的分解产物对金属沉积过程不产生有害的影响(4)不过分降低氢在阴极析出的超电势；(5)为了尽可能避免埋入镀层，其在镀件表面的脱附速度应比新晶核生长速度要快；(6)添加剂的加入还不能对阳极过程造成不利的影响等添加剂选择原则:4.2电镀电镀是以被镀工件作为阴极浸入欲镀金属盐溶液中，致使被镀金属离子在阴极表面上还原，从而