络合剂的认知
目前,氰化预镀铜主要利用***作为络合剂,此络合剂既全面又能与绝大部份的金属络合,而且氰化预镀铜的技术发展成熟,所以氰化预镀铜仍现时被广泛应用于各金属基体的预镀工艺。但基于***的毒性及对人类、生态环境带来的伤害,我们必需展开研发无氰碱性预镀铜的工作,寻找一种真正能够取代***的络合剂组合。由七、八十年**始,在二、三十年间曾有不少研究人员对不同的无氰预镀铜络合剂进行了深入的研究,最后得出以下几种较为有机会成为无氰碱铜的络合物,例如:甘油、柠檬酸盐、酒石酸盐、硝酸盐、EDTA二钠、葡萄糖酸钠、THPE、ATDP等。以上几种络合剂能够有效将铜离子稳定在碱性的环境中,并且在侯氏槽试片时能够析镀出光亮、均匀及平滑的碱铜镀层。操作条件一般为0.5A/dm2,温度48℃、pH 9.5、沉积速度0.5μm/min。
1-1锌合金压铸件氰化预镀铜工艺参考规范
| 成份及操作条件 | 配方 | |
| 1 | 2 | |
氰化亚铜CuCN/g.L- | 18-25 | 20-30 |
***NaCN(游离)/g.L-1 | 7-12 | 6-8 |
碳酸钠Na2CO3/g.L-1 | 10-15 | - |
酒石酸钾钠KNa**H4O6.4H2O/g.L-1 | - | 35-45 |
| 温度/oC | 35-45 | 50-60 |
电流密度/A.dm-2 | 0.5-1.5 | 0.5-1.5 |
1-2锌合金压铸件无氰预镀铜工艺参考规范
| 成份及操作条件 | 配方 | ||
| 1 | 2 | 3 | |
碱式碳酸铜CuCO3Cu(OH)2nH2O/g.L-1 | 55-60 | - | - |
硫酸铜CuSO4.5H2O/g.L-1 | - | 8-12 | 10-20 |
柠檬酸C6H8O7/g.L-1 | 250-280 | - | 100-150 |
酒石酸钾K2**H4O6.4H2O/g.L-1 | 30-35 | 6-12 | - |
葡萄糖酸钠NaC6H11O7/g.L-1 | - | - | 40-60 |
碳酸氢钠NaHCO3/g.L-1 | 10-15 | - | - |
碳酸钾K2CO3/g.L-1 | - | 40-60 | - |
| 硝酸钾KNO3/g.L-1 | - | - | 15 |
二氧化硒SeO2/g.L-1 | 0.008-0.02 | - | - |
| 光亮剂A/cc.L-1 | - | 3-5 | - |
光亮剂B/cc.L-1 | - | - | 0.5-2 |
| pH值 | 8.5-10 | 9-10 | 8-9 |
温度/oC | 30-40 | 30-50 | 室温 |
电流密度/A.dm- | 0.5-2.5 | 1-1.5 | 1.5-2.0 |
其中一种以硝酸铜柠檬酸盐为主盐的无氰碱性预镀铜络合剂,在当中加入氢氧化钾和合适的光亮剂,配制出一种无氰碱性预镀铜液。通过侯氏槽试验确定其合适的电流密度范围为0.5~2 A/dm2。研究人员分别对铜基体、铁基体、铝合金基体和锌合金基体的工件进行详细的测试。工艺流程主要针对无氰碱性预镀铜作为底层时的结合力,当电镀无氰碱铜后再配合电镀光镍,然后进行弯曲试验和热震试验以检测镀层的结合力,结果发现镀层与基材结合力良好。电流效率与沉积速率较氰化预镀铜为高,极化度亦优于焦磷酸盐预镀铜。惟独镀液的稳定性未如理想,尤其应用于锌合金压铸工件。这一类含硝酸盐的无氰碱铜电镀工艺,由于阴极电化学反应及工件腐蚀,会耗用大量的硝酸根,镀液中的硝酸根含量迅速下降后,会令镀层高电流密度区出现烧焦现象。再者,阴极溶解的速度亦进一步放缓,这促使电流密度范围变得狭窄,就算补充硝酸盐亦无法解决问题,最后镀液可能需要报废。因此在选用络合剂时需要同时顾全其优、劣之处,使络合剂不但能够提供最佳的络合能力,而且无损镀液的平衡及稳定性。

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