無氰鍍銅的研究應(yīng)用已取得一定的進(jìn)展和成效,但在鋼鐵基體上鍍銅仍存在結(jié)合力差的問題。闡述了影響結(jié)合強(qiáng)度的主要因素,并歸納和總結(jié)了近年來國內(nèi)外在鋼鐵基體上無氰鍍銅結(jié)合力的幾種解決方法及相關(guān)理論。從絡(luò)合劑、表面活性劑和電鍍電源三方面,就該問題的研究方向提出了設(shè)想。

簡要回顧了無氰堿性鍍銅的發(fā)展歷史。按照沉積過程中銅的價態(tài)的不同對在鋼鐵基體上無氰堿性鍍銅的研究進(jìn)展進(jìn)行了說明。詳細(xì)介紹了近幾年來出現(xiàn)的無氰堿性鍍銅工藝及國內(nèi)外該技術(shù)的實(shí)用化情況。最后,對堿性鍍銅的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

介紹了一種在鋼鐵基體上堿性無氰光澤鍍銅工藝,其中使用的絡(luò)合物為含有(n‖—ch2cooh)x基團(tuán)的有機(jī)化合物。研究了溶液ph和陰極電流密度對鍍層性能的影響。鍍銅層與鋼鐵基體的結(jié)合力良好,鍍銅液經(jīng)8個月的中試結(jié)果表明,鍍液穩(wěn)定且?guī)缀醪划a(chǎn)生陽極泥,鍍層呈半光亮的紫紅色。

給出了一種鋼鐵基體上堿性無氰鍍銅的工藝配方。介紹了鍍液的配制方法和穩(wěn)定性,并將本工藝與氰化鍍銅工藝的深鍍能力進(jìn)行了比較。測試了電流效率、鍍層的受熱性和結(jié)合力。提出了工藝流程中需要注意的問題。結(jié)果表明,本工藝的深鍍能力優(yōu)于氰化鍍銅工藝,得到的鍍層經(jīng)烘烤和彎曲試驗(yàn)均無脫皮、起泡現(xiàn)象,鍍層與基體結(jié)合良好。

通過赫爾槽試驗(yàn)研究了鍍液組成、ph和溫度對低錫銅-錫合金鍍層外觀的影響,并用方槽電鍍試驗(yàn)研究了時間和電流密度對低錫銅-錫合金鍍層的厚度與組成的影響,得到最佳鍍液配方與工藝條件為:cu2p2o7.3h2o25g/l,sn2p2o71.0g/l,k4p2o7.3h2o250g/l,k2hpo4.3h2o60g/l,ph8.5,1.0a/dm2,25°c,20min,通氣攪拌。采用最佳工藝配方制得的低錫銅-錫合金鍍層為金黃色,表面均勻光亮,含銅量為85%～95%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),與基體的結(jié)合力好,抗變色性好。

介紹了一種高錫含量的銅錫合金電鍍工藝,鍍液配方為:320~400g/l焦磷酸鉀,5~12g/l焦磷酸銅,20~35g/l焦磷酸亞錫,5~10g/l檸檬酸鈉,30~50g/l磷酸氫二鉀,30~50g/l氨三乙酸,10~30ml/l配位劑,10~20ml/l光亮劑。討論了鍍液中各組分的含量及工藝條件(溫度、電流密度、攪拌)對鍍液和鍍層性能的影響。給出了電鍍常見故障的處理方法。

以檸檬酸鹽為配位劑,結(jié)合胺化合物為輔助配位劑,研究了鋼鐵基體上無氰鍍銅工藝。探索了攪拌方式、溫度、ph、銅離子質(zhì)量濃度和添加劑質(zhì)量濃度對鍍層質(zhì)量的影響以及該工藝抗fe2+、fe3+、zn2+、sn4+等雜質(zhì)的能力。試驗(yàn)結(jié)果表明,電流效率在90%左右,并隨電流密度、溫度和ph的提高而增大;鍍液深鍍能力達(dá)100%。通過極化曲線,解釋了配位劑和添加劑的作用。

通過赫爾槽試驗(yàn)與直流電解試驗(yàn),研究了添加劑在焦磷酸鹽溶液體系無氰電鍍銅-錫合金(低錫)工藝中的作用。該體系鍍液組成與工藝條件為:cu2p2o7·3h2o25g/l,sn2p2o71.0g/l,k4p2o7·3h2o250g/l,k2hpo4·3h2o60g/l,溫度25℃,ph8.5,電流密度1.0a/dm2。采用掃描電鏡(sem)、x射線衍射(xrd)、能譜(eds)、中性鹽霧試驗(yàn)等方法研究了添加劑對鍍層組成結(jié)構(gòu)、外觀、耐腐蝕性能及微觀形貌的影響。結(jié)果表明,焦磷酸鹽溶液體系無氰電鍍銅-錫合金(低錫)時使用有機(jī)胺類添加劑可抑制sn的析出,使合金鍍層致密均勻,耐蝕性能好。鍍層結(jié)晶主要為cu13.7sn結(jié)構(gòu),鍍層中sn含量為9%～11%。鍍液中添加劑的使用量增加,則合金鍍層中的sn含量降低。

以酒石酸鹽為絡(luò)合劑,胺化合物為輔助絡(luò)合劑,研究鋼鐵基體上堿性無氰鍍銅工藝,探討了攪拌、鍍液溫度、ph、ρ(cu2+)和添加劑對鍍層外觀的影響。考察了鍍液的深鍍能力和抗fe2+、fe3+、zn2+及sn4+雜質(zhì)能力以及鍍層與鐵基體的結(jié)合力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:可以在寬廣的工藝條件下獲得光亮的銅鍍層;陰極電流效率隨溫度、ph和ρ(cu2+)提高而增大,在實(shí)驗(yàn)確定的工藝條件下ηκ為82%左右;鍍液深鍍能力達(dá)91%;計時電位曲線試驗(yàn)結(jié)果表明,基體上的鈍化膜在沉積初期被破壞而處于活化狀態(tài),使得銅鍍層與鋼鐵基體有足夠的結(jié)合力。

采用均勻?qū)嶒?yàn)設(shè)計方法進(jìn)行了鋅鐵壓鑄件無氰電鍍黃銅工藝條件實(shí)驗(yàn).以均勻設(shè)計表u13(1312)安排試驗(yàn),得出最佳工藝條件為:溫度27℃;電流密度2a/dm2;時間4min;電鍍活性劑的用量1g/l.在該條件下制得的電鍍膜均勻、耐蝕性能好.

為了提高鋼鐵基體上化學(xué)置換鍍銅的結(jié)合強(qiáng)度,采用原子力顯微鏡與電化學(xué)測試相結(jié)合的方法,研究了h2so4-cuso4體系置換鍍銅工藝。結(jié)果表明,在該體系中加入高效添加劑可抑制置換反應(yīng)的速度,控制銅的結(jié)晶過程,在2～3s內(nèi)在鐵基體上獲得0.1～0.3μm厚、結(jié)合強(qiáng)度高的致密銅層,進(jìn)一步通過專用鈍化劑處理后,能夠滿足co2氣保焊絲、輪胎鋼絲等線材鍍銅的工藝要求。

比較了幾種常見酸和配位劑所獲得的鍍層的表面質(zhì)量、結(jié)合力。在綜合考慮各種因素的條件下,找到了比較理想的酸,并對其作用機(jī)理進(jìn)行了探討。為進(jìn)一步提高鍍層的光亮度和結(jié)合強(qiáng)度,自制了專用添加劑。經(jīng)過優(yōu)化試驗(yàn),獲得最佳工藝配方,并檢測了鍍層的結(jié)合力。

實(shí)驗(yàn)研究了鋼鐵件酸性鍍銅前的預(yù)鍍工藝,確定了硫脲浸銅工藝,討論了工藝中各成分及含量對鍍層結(jié)合力的影響,得到了硫脲浸銅工藝的成分及最佳含量,硫酸銅10～12g/l、硫酸75～100ml/l、硫脲0.2～0.3g/l、添加劑8～10ml/l。由此工藝預(yù)浸后,再進(jìn)行酸性鍍銅,得到的鍍層結(jié)合力良好。

采用赫爾槽試驗(yàn)和直流電解方法研究了hedp鍍液在鋼鐵基體上預(yù)鍍銅的工藝過程,給出了最優(yōu)鍍液組成和最佳工藝條件:cu2+10g/l,hedp160g/l,k2co360g/l,ph9.0,溫度50°c,通氣攪拌,陰極電流密度2a/dm2。試驗(yàn)結(jié)果表明,上述hedp鍍液組成簡單、容易維護(hù),不加任何添加劑的平均分散能力為62.21%,深鍍能力為100%;可操作的陰極電流密度范圍較寬,陰極電流密度為2a/dm2時的鍍速達(dá)0.37μm/min;得到的半光亮銅鍍層結(jié)合力良好、結(jié)晶細(xì)致。

pcb電鍍銅

在總結(jié)各種預(yù)鍍銅工藝基礎(chǔ)上,通過添加光亮劑、絡(luò)合劑、乳化劑、緩蝕劑等添加劑研制出了一種全新的化學(xué)預(yù)鍍銅工藝。該工藝配方合理,工藝維護(hù)簡便,易于控制。化學(xué)鍍銅層結(jié)合力強(qiáng),覆蓋率高,與其它鍍層配套性好,是一種替代氰化預(yù)鍍銅的新工藝

采用硫酸銅、硫酸亞錫為主鹽,加入絡(luò)合劑、光亮劑、錫鹽穩(wěn)定劑,研究成功了一種新的浸鍍銅錫合金工藝。探討了主要成分的影響,檢測了鍍液鍍層性能。所形成的浸鍍層結(jié)晶細(xì)致、光亮,為銀白色鍍層,與鋼鐵基體結(jié)合力好,覆蓋能力高,與其它鍍層配套性好,是一種替代氰化鍍銅錫合金的新工藝。

本文分析了無氰鍍銅絡(luò)合劑的選擇方法,推介了一種中性光澤性無氰鍍銅工藝,攻克了結(jié)合力和溶液穩(wěn)定性兩大難關(guān),宜在應(yīng)用中充實(shí)提高。

介紹了一種在鋼鐵基體上堿性無氰光澤鍍銅的工藝。該工藝不使用劇毒的氰化物,而用優(yōu)選合成的配位劑(azo-b)取代。研究了ph值和電流密度對鍍層性能的影響。結(jié)果表明:鍍層與鋼鐵基體之間的結(jié)合力好,鍍液使用8個月后仍保持穩(wěn)定,鍍層呈半光亮的金紅色。

由于氰化物的劇毒性,無氰鍍銅工藝的研究越來越受到重視。目前在鋼鐵基體表面直接無氰鍍銅的方法主要包括edta鍍銅、hedp鍍銅、焦磷酸鹽鍍銅與檸檬酸鍍銅。綜述了各體系的研究現(xiàn)狀,針對各自體系的特點(diǎn),指出檸檬酸-酒石酸鹽較為適合應(yīng)用于鋼鐵基體表面無氰鍍銅。

元素化合物作為中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)知識，是學(xué)生了解多彩世界，體會化學(xué)魅力的主要途徑；它為學(xué)生形成化學(xué)概念和理解化學(xué)理論提供了豐富的感性素材，也是化學(xué)概念和理論的用武之地；化學(xué)實(shí)驗(yàn)在此大放異彩，也成為學(xué)生最有興趣學(xué)習(xí)的部分。

采用硫酸銅溶液對濕態(tài)磷化膜進(jìn)行置換鍍銅封孔,發(fā)現(xiàn)該方法是可行的。銅封閉操作可以增加磷化膜的厚度,提高其耐蝕性能,減輕后續(xù)水洗的強(qiáng)度。置換時間宜短,硫酸銅溶液濃度宜低,推薦的置換鍍銅封閉磷化膜工藝是:采用濃度2%的硫酸銅溶液,在常溫下浸漬3～5min。