脉冲电流对稀土电铸铜性能的影响.pdf

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1、·83·脉冲电流对稀土电铸铜性能的影响术左伟，杨红燕，丁彤，杨峰(贵州师范大学材料与建筑工程学院，贵州贵阳55oo14)摘要：电铸是一种电沉积金属的工艺，有极高的复制精度和可重复性，适用于制造外观形状精密复杂的金属零件。本文分析了采用脉冲电源、稀土硫酸铜电铸液制备一定厚度的电铸铜时，脉中电流密度和稀土添加荆对电铸层性能的影响规律，以及对铜金属基体晶粒显著细化作用，并分析了其影响机制。关键词：铜电铸电流密度表面形貌稀土中图分类号：TG174．441文献标识码：A文章编号：1002—6886(2012)06—0083—03TheAfectofPerforman

2、cePulsedCurrentonRareEarthElectrofonnedCopperZUOWei，YANGHongyan，DINGTong，YANGFeIlgAbstract：Electrofomledmetalisanelectrodepositionprocess，electrofomfinghaveveryhighcopyingprecisionandrepeatability，torthemanufactureofcomplexmetalpansoftheappearanceandshapeprecision．This[taperanalyz

3、esthecastingliquidpreparationofacertainthicknessofthepulsepower，rareearth，coppersulfateelectricelectroformedcoppm’，theinfluenceofthepulsecurrentdensi—tyandrareeaahadditivesonthepefommnceofelectrofomledlayer，aswellasasignifi{：antcopper‘metalmatrix~,rainrefinementefect，andanalysisot

4、‘theimpactmechanism．Keywords：copperelectrofonning；cmrentdensity；surfacemorphoh)gy；rareearth响，获得具有较高综合机械性能的稀土铜电铸层。O引言1．1铸液配制由于电铸铜具有良好的导电性、导热性和延展性，被电铸液采用去离子水配制，配制过程中要严防污染。广泛应用在航空，军工产品，仪器仪表，印刷板，精密机械，配制的硫酸铜溶液经冷却后加入硫酸溶液形成酸性电铸模具与制造，贵金属工艺品，特殊微电机行业，功能材料和铜液。在加入稀土添加剂时，添加剂需要在酸中溶解后才纳米材料的制备等方面

5、都得到r广泛使用。电铸铜技术能加入到酸性电铸铜液中。近年来的研究主要集中在三个方面：制造新材料，如纳米表1温度45℃时电铸溶液成分组成材料，新型功能材料；通过电化学沉积制造微系统的各种基础铸液组成含应用；电化学沉积本身的各种机理研究。硫峻铜1801～220I日前我国大多数企业仍采用传统的电铸技术，其生硫酸5()I～60I_产周期长，效率低下，生产成本较高，质量无法稳定。缩短氯化铡3嚣厂1～5鐾／1生产周期，提高生产效率，成为许多电铸企业生产的关键氯化铈3g／I_一5鞲／I氯化铜8g／1～l0￡r／L问题。硫酸铜电铸技术，因为其组成简单，维护方便，电流添加剂

6、f】．5IlL／I一2mL／L效率高，有利于增大阴极极化，生产成本低等优点成为电铸工艺的理想选择。通过大量实验的基础上，本文对稀土硫酸铜精密电铸的影响因素进行了分析，得出了电铸铜的1．2电铸液主要成分及作用工艺参数与电铸层性能之问的关系，奠定了晶粒细化的基1)硫酸铜：电铸铜液中的主盐，在高电流密度下生产础。时需要高的主盐浓度。硫酸铜溶解度与铸液硫酸含量有关，正常情况下铸液中铜离子的补给，要靠阳极的正常溶1实验及原理解。要定期对铸液分析，调整铸液铜离子浓度，确认硫酸采用稀土镧、铈的氯化物作为添加剂进行铜电铸液铜含量在正常工艺范围。的配制，分析了正反脉冲电流密

7、度对电铸层力学性能的影2)硫酸：在电铸铜液中的作用是增加导电性和分散·84·能力，可以防止碱式铜盐产生，降低阴极极化和阳极的极1．5超级恒温水槽化。但硫酸用量过高会降低硫酸铜的溶解度。将盛有铸液的容器放在超级恒温水槽里，设置温度，3)氯离子：是硫酸铜铸液中不可缺少的阴离子。没可保持溶液恒温。搅拌机用来搅拌溶液，使溶液浓度均有氯离子，光亮剂不能发挥出最佳效果，但如果氯离子过匀，减少浓差极化。量，电铸层会产生麻点，光亮度和整平性会降低。氯离子2实验结果与讨论与某些光亮剂如苯基聚二硫丙烷磺酸钠一起作用于阴极过程时，可使电铸层内应力减至最小，可见氯离子是铜电2．1

8、脉冲正向平均电流密度(j对铜层力学性能的影响铸很好的应力消减剂。实