实验四 塑料化学镀铜
ABS塑料化学镀铜工艺
•10 •【工艺开发】ABS 塑料化学镀铜工艺余晓皎1，张洵亚1，范薇2，余中1（1.西安理工大学理学院，水利水电学院，陕西 西安 710048；2.开封大学化学化工学院，河南 开封 475004）摘 要：介绍了ABS 塑料表面化学镀铜的工艺流程，讨论了粗化温度和时间、敏化和活化时间、硫酸铜质量浓度、甲醛体积浓度、酒石酸钾钠质量浓度、镀液温度和镀液pH 对镀层质量以及化学镀铜沉积速率的影响。
确定了最佳工艺条件为15 ~ 20 g/L 硫酸铜、15 mL/L 甲醛、14 g/L 酒石酸钾钠，镀液温度为323 K ，镀液的pH 为11 ~ 12。
扫描电镜表明，所得镀层均匀、光亮，结合力好。
关键词：ABS 塑料；化学镀铜；工艺条件 中图分类号：TG178文献标示码：A文章编号：1104 – 227X (2007) 05 – 0010 – 03Technology of electroless copper plating on ABS plastics ∥ YU Xiao-jiao, ZHANG Xun-ya, FAN Wei, YU ZhongAbstract: The process flow of electroless copper plating on ABS plastics was introduced, and the effects of roughening temperature and time, sensitizing and activating time, contents of copper sulfate, formaldehyde, potassium sodium tartrate, temperature and solution pH on electroless plating rate and qualities of electroless plating layer were discussed. The optimal technological conditions of electroless copper deposition are determined as follows: 15 ~ 20 g/L copper sulfate, 15 mL/L formaldehyde, 14 g/L potassium sodium tartrate, temperature 323 K and pH of plating solution 11 ~ 12. The SEM photo shows that the plating layer is even and bright and has good adhesion.Keyword: ABS plastics; electroless copper plating; technological conditionsFirst-author’s address: Faculty of Sciences, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China1 前言ABS 塑料具有强度高、刚性好、耐高温、加工成型性好、尺寸稳定、外观质量好等良好的综合性能，ABS 塑料电镀制品既保持了塑料的特点，又具有金属的装饰性、导电性、导磁性和可焊性，电镀后的塑料制品的表面机械强度提高，寿命延长，因此被广泛应用于汽车、摩托车、电子工业及日用品工业[1]。
塑料盖镀铜实验报告
一、实验目的1. 了解塑料盖镀铜的原理和工艺流程。
2. 掌握塑料盖镀铜的操作步骤和注意事项。
3. 分析实验过程中可能遇到的问题及解决方法。
4. 通过实验验证塑料盖镀铜的可行性。
二、实验原理塑料盖镀铜实验主要是利用电化学原理，在塑料盖表面镀上一层铜。
实验过程中，将塑料盖作为阳极，铜板作为阴极，电解液为硫酸铜溶液。
在电流的作用下，铜离子在塑料盖表面还原成金属铜，从而实现镀铜。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 塑料盖：若干- 铜板：一块- 硫酸铜溶液：适量- 氯化钠溶液：适量- 铅笔：一支- 纱布：若干- 电流表：一个- 电压表：一个- 电源：一个- 电解槽：一个2. 实验仪器：- 搅拌器：一个- 镊子：一把- 滤纸：若干四、实验步骤1. 准备实验材料：将塑料盖、铜板、硫酸铜溶液、氯化钠溶液等实验材料准备好。
2. 准备电解槽：将电解槽清洗干净，并装入适量的硫酸铜溶液。
3. 将塑料盖和铜板分别作为阳极和阴极放入电解槽中。
4. 连接电源：将电源的正极与铜板相连，负极与塑料盖相连。
5. 调整电流：将电流表接入电路，调整电流至2-3A。
6. 调整电压：将电压表接入电路，调整电压至5-10V。
7. 开始镀铜：开启电源，使电流通过电解槽，进行镀铜实验。
8. 观察实验过程：在实验过程中，注意观察塑料盖表面的镀铜情况，以及电解液的颜色变化。
9. 实验结束：实验结束后，关闭电源，取出塑料盖和铜板。
10. 清洗塑料盖：用纱布将塑料盖表面的铜膜擦拭干净。
五、实验结果与分析1. 实验结果：在实验过程中，塑料盖表面逐渐形成了一层均匀的铜膜，电解液颜色由蓝色逐渐变为浅绿色。
2. 分析：- 镀铜过程中，塑料盖表面形成了一层均匀的铜膜，说明实验成功。
- 电解液颜色变化说明，实验过程中铜离子在塑料盖表面还原成了金属铜。
六、实验结论通过本次实验，我们成功地在塑料盖表面镀上了一层铜膜。
实验结果表明，塑料盖镀铜工艺是可行的，为塑料盖表面处理提供了一种新的方法。
塑料化学镀铜1
4.取出镀件水 取出镀件水 洗后， 洗后，放入活 化液中活化10 化液中活化 分钟。 分钟。
5.取出镀件水洗 后，放入镀液中 化学镀5分钟 分钟， 化学镀 分钟， 取出水洗塑料表面上覆盖一层金属？ ----------塑料电镀 2、塑料能不能直接进行电镀？电镀要具备什么条件？ --------不能，必须有电源和能导电的镀件 3、塑料怎样才能镀上金属？ -------首先要对塑料进行预处理，使它能导电 4、本实验使用的还原剂是什么？被还原的是什么金属离子？ -------甲醛，铜离子 5、甲醛在强碱的作用下会发生什么反应？ -------甲醛的自身氧化还原反应
电源
可导 电的 镀件
• 问题：怎样在塑料上镀上金属？ 问题：怎样在塑料上镀上金属？
第一步：预镀。 第一步：预镀。进行化学镀使塑料表 面覆盖一层可导电的金属层。 面覆盖一层可导电的金属层。 第二部：电镀。 第二部：电镀。在化学镀基础上进一步 电镀，得到更好的光亮度和结合力。 电镀，得到更好的光亮度和结合力。
实 验 目 的
1. 了解塑料 化学镀的基 本原理
. 塑料 化学镀的
塑料化学镀的基本原理
甲醛
不利用外加电源，而利用还原剂将溶 不利用外加电源，而利用还原剂将溶 还原剂 液中的金属离子 金属离子还原并沉积在非金属镀件 液中的金属离子还原并沉积在非金属镀件 表面的工艺方法。 表面的工艺方法。 +
Cu
塑料化学镀铜的工艺流程
塑料化学镀铜
化学与生命科学学院
质量轻, 质量轻,强 度高, 度高,硬度大 具有导电性， 具有导电性， 导磁性， 导磁性，可焊性 加工造型方 便，成本低
塑料电 镀产品 的优点
耐候性好，耐热 耐候性好， 性佳， 性佳，耐腐蚀强
塑料上镀铜
PE塑料化学镀铜的研究1实验部分1.1材料、试剂与仪器材料选用PE塑料,试样尺寸为50 mm×30 mmNaOH、Na3PO4·12H2O、无水Na2CO3、CrO3、AgNO3、SnCl2·2H2O、H2SO4(98%)、HC l(浓)、氨水(浓)均为化学纯。
KQ218型超声清洗器;JJ 21型电动搅拌器;7621型恒温水浴槽;FA2004电子天平。
1.2塑料制件预处理化学镀铜预处理工艺流程为打磨试样→超声波清洗→去油→粗化→敏化→活化,各步之间用去离子水冲洗。
1.2.1打磨试样试样用400#,600#,800#,1 000#,1 200#金相砂纸逐级打磨至表面光亮。
1.2.2超声波清洗去除塑料表面的污物。
用丙酮进行超声波清洗10 min,温度25℃(室温)。
1.2.3去油处理去除塑料表面的油污。
工艺条件为:40 g/L NaOH,30 g/L Na3PO4·12H2O,20 g/LNa2 CO3,温度60～65℃,时间10 m in。
1.2.3粗化处理使塑料表面呈微观的粗糙状态,以增大表面积并提高表面的亲水性。
工艺条件为:400 g/L CrO3,150 mL/L H2 SO4(98%),温度25～28℃,时间10 m in。
1.2.4敏化处理使粗化的塑料表面吸附一层具有较强还原性的Sn2+,以用于还原活化液中的Ag+。
工艺条件为:20 g/L SnCl2·2H2O,40 mL/LHC l(浓),温度25～28℃,时间10 m in。
1.2.5活化处理使塑料表面沉积上一层金属Ag微粒。
工艺条件为:3 g/L AgNO3,滴加6 mol/L 氨水溶液至沉淀溶解,温度25～28℃,时间10 min。
从活化液中取出塑料制件后,用去离子水冲洗,凉干。
1.3化学镀铜化学镀铜镀液配方[:6 g/L CuSO4·5H2O,10 mL/L HCHO(37%),24 g/L NaKC4 H4 O6·4H2O,12 g/L NaOH。
化学镀铜(沉铜)技术
一流企业 2012-8-13 科学管理 卓越品质 满意服务
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• 螯合离子钯活化的方法分两步进行，首先是活化处理，然后是 •
•
还原处理。 活化剂的主要成分是PdCl2和螯合剂在碱性条件下产生溶于水的 钯离子络合物。这些螯合剂可以用柠檬酸，对羟基苯甲酸。这 样所形成的钯离子络合物溶于PH>10.5的碱溶液，活化处理后， 在水洗时由于PH突降，鳌合钯离子沉积在板面上以及印制板的 孔内壁。由于钯离子和络合剂之间是强的配位键化合，使Pd2+ 离子的氧化电位降低，钯和铜之间的置换反应不能进行。 但是用常规的Sn2+不能将鳌合物的Pd2+离子，必须用强的还 原剂将钯离子还原成有催化性的金属钯。最常用的还原剂是硼 氢化物如甲基硼烷(CH3BH3),硼氢化钾(KBH3)，为了减缓硼氢 化物的自然分解，一般在溶液中加入一定比例的硼酸。螯合离 子钯的最大优点活化剂溶液只要PH值高于10。5就不会产生沉 淀，PH值最佳范围为10.5-10.7之间，如果PH值过高，活化处 理后水冲洗时所产生的沉泻物会减少，影响活化效果。还原剂 硼氢化合物，在置过程中会产生自然分解，使还原能力变差， 而影响活化效果，因此应每天分析还原剂的效浓度。
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• 第二种干法处理： • 该法是用等离子蚀刻的方法在真空筒内去除环氧
玷污，由于此方法生产效率低，只是在特殊情况 下才使用，例如制造聚酰亚胺与环氧玻璃复合的 多层板，用等离子去除钻孔孔壁上的树脂玷污。 2）孔壁的调整处理： 用H2SO4/HF进行凹蚀处理后，使用常规的清洗剂 处理，然后进行化学镀铜，在孔壁上会产生大量 的黑色斑点，剖孔检查这些黑点是玻璃纤维交叉 中间环氧树脂表面部位没有.
化学镀铜的目的及工艺流程介绍
化学镀铜的目的及工艺流程介绍化学镀铜（Eletcroless Plating Copper）通常也叫沉铜或孔化（PTH）是一种自身催化性氧化还原反应。
首先用活化剂处理，使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子（钯是一种十分昂贵的金属，价格高且一直在上升，为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行），铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原，而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层，使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。
化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用，目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。
化学镀铜的主要目的是在非导体材料表面形成导电层，目前在印刷电路板孔金属化和塑料电镀前的化学镀铜已广泛应用。
化学镀铜层的物理化学性质与电镀法所得铜层基本相似。
化学镀铜的主盐通常采用硫酸铜，使用的还原剂有甲醛、肼、次磷酸钠、硼氢化钠等，但生产中使用最普遍的是甲醛。
化学镀铜的工艺流程：一、镀前处理1．去毛刺钻孔后的覆铜泊板，其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺，这些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。
最简单去毛刺的方法是用200～400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。
机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。
去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。
一般的去毛刺机在去除毛刺时，在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁，改进型的磨板机，具有双向转动带摆动尼龙刷辊，消除了除了这种弊病。
2．整孔清洁处理对多层PCB有整孔要求，目的是除去钻污及孔微蚀处理。
以前多用浓硫酸除钻污，而现在多用碱性高锰酸钾处理法，随后清洁调整处理。
孔金属化时，化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。
如果某些部位不清洁，就会影响化学镀铜层和印制导。
ABS塑料化学镀铜实验
ABS塑料化学镀铜实验
本文介绍了一种使用化学方法在ABS塑料表面进行铜镀的实验方法。
实验材料：
1. ABS塑料样品
2. 铜硫酸溶液
3. 铜阳极
4. 电源
5. 导线
6. 实验器皿
7. 研磨纸
实验步骤：
1. 将ABS塑料样品用研磨纸轻轻打磨，去除表面的油污和污垢，然后用清水冲洗干净。
2. 准备一个实验器皿，倒入足够的铜硫酸溶液，溶液的浓度根据实验需要调整。
3. 将铜阳极与ABS塑料样品分别连接到电源的正负极上，确保连接牢固。
4. 将ABS塑料样品悬浮在铜硫酸溶液中，保证样品完全浸泡其中，但不要让不同样品之间接触。
5. 打开电源，调整合适的电压和电流，开始进行铜镀反应。
6. 在一定的时间内，观察镀铜情况，并调整电流和电压以控制反应速率。
7. 铜镀达到预期结果后，关闭电源，将ABS塑料样品取出。
8. 用清水冲洗镀铜的ABS塑料样品，然后用纸巾擦干。
实验注意事项：
1. 在实验过程中，要注意安全操作，避免触电和溶液溅到皮肤和眼睛。
2. 在进行铜镀反应时，要控制电流和电压，避免过度镀铜或过度消耗阳极。
3. 铜阳极应定期清洗和更换，以保证实验的稳定性和效果。
4. 实验结束后，要将实验器皿和废弃物进行妥善处理，避免对环境造成污染。
总结：
通过该实验我们可以了解到使用化学方法在ABS塑料表面进行铜镀的过程，并且了解到控制反应条件对镀铜结果的影响。
这种方法可以为ABS塑料制品提供一层铜保护层，提高其导电性和抗氧化性能，扩展其应用范围。
ABS塑料化学镀铜实验
第26卷第3期2011年6月大学化学UNIVERSITY CHEMISTRYVol．26No．3Jun．2011 ABS塑料化学镀铜实验朱绒霞（空军工程大学理学院陕西西安710051）摘要通过研究塑料化学镀铜的时间与铜沉积速率的关系，使学生理解甲醛作为还原剂进行塑料化学镀铜的原理；同时，掌握研究问题的方法和思路，为以后进行课程设计或进行研究性工作奠定基础。
关键词ABS塑料化学镀铜镀铜时间沉积速率本实验采用任务驱动法进行教学。
教师布置实验任务后，由学生查找相关资料、设计具体步骤、制作实验试样、配制试剂等，3人或4人一组进行自主性实验，教师对学生实验过程出现的问题进行具体分析和指导。
1实验方法实验材料选用ABS塑料，做成尺寸为30mmˑ20mmˑ5mm试样。
分别用6个试样进行实验，1号试样经过打磨、超声波清洗后，没有进行去油、粗化、敏化、活化预处理，直接放入化学镀铜液中进行化学镀铜40min。
2 6号试样进行打磨、超声波清洗、去油、粗化、敏化、活化预处理后，分别进行10min、20min、40min、60min、80min化学镀铜。
1．1塑料试样预处理化学镀铜预处理工艺流程为打磨试样→超声波清洗→去油→粗化→敏化→活化［1］，各步之间用去离子水冲洗。
①打磨试样。
分别用400#、600#、800#、1000#、1200#金相砂纸对试样进行逐级打磨至表面光亮。
②超声波清洗。
用丙酮对试样进行超声波清洗10min，去除塑料表面的污物。
温度25ħ（室温）。
③去油处理，即去除塑料表面的油污。
工艺条件：1．00mol/L NaOH，0．08mol/L Na3PO4·12H2O，0．19mol/L Na2CO3，温度约为65ħ，时间为5min。
④粗化处理，使塑料表面呈微观的粗糙状态，以增大表面积并提高表面的亲水性。
工艺条件：4．00mol/L CrO3，2．76mol/L H2SO4，温度约为65ħ，时间为15min。
PP 塑料化学镀铜的工艺研究
水洗 粗化 水洗 中和还原 水洗 活化和 解胶 水洗 化学镀铜。实验中, 用电热恒温
2
2. 1
结果与分析
镀液 pH 值对沉积速率的影响
控制镀液温度分别为 40, 50, 60 , 在不同 pH 值
鼓风干燥箱烘干实验所用玻璃仪器, 用恒温水浴锅控 制各步所用溶 液的温度。各步骤的具体 操作参数如 下。 1) 碱性除油。溶液成分为: 氢氧化钠 60 g/ L, 碳 酸钠 15 g/ L, 洗衣 粉 415 g / L 。温 度 65 , 时间 5 min 。 2) 粗化。溶液成分为 : 三氧 化铬 400 g / L , 硫酸 380 g / L 。温度 80 , 时间 20~ 25 min 。 3) 中 和。 室 温 下, 将 样 品 在 50 ~ 100 g/ L 的 NaOH 溶液中浸泡大约 2 min 。 4) 活化及敏化。溶液成分为: 氯化钯 0. 1 g/ L , 氯 化亚锡 10 g/ L, 37% ( 质量分数) 盐酸 100 mL , 去离子 水 200 m L。处理时间为 30 min 。 5) 解 胶。将 样 品 浸入 在 30 的 NaOH 溶 液
沉积
出现最高值。依据碰撞理论 , 离子的有效碰
第 39 卷 第5期 2010 年 10 月 Vol. 39 No. 5 Oct. 2010
表面技术
SURFACE TECHNOLOGY 学镀铜的时间应控制在 45~ 50 min 。
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2. 4
镀层分析
采用优化的工艺参数 ( pH = 12, 温度 50 , 施镀
morph ology and component s of th e coat ing w ere st udied by SEM and EDS. T he result s show th at t he opt imum operat in g condition is temp erat ure b eing 50 , t he opt imum pH valu e b ein g 12 and plat ing time b eing 45~ 50 min. T he deposits obtain ed under th e opt imal t echnical condition s is smoot h, un iformit y and h as th e bet ter adh esion b etw een t he deposits an d th e su bstrate. T he analyses of energy disperse X ray indicat e t hat t he single content is copper in t he deposit s. [ Key words] elect roless copper plat ing; polyprop ylene; process; deposit ion rat e
化学镀铜实验心得体会
化学镀铜实验心得体会通过了化学镀铜实验，我们可以明白铜的主要成分是SiO2,它是一种重要的工业化学品，对铜的化学性质起着重要作用。
但是，在化学镀铜的过程中所用到的化学试剂，主要有 THF和 NaOH。
它们通常被用来提高铜对各种金属的亲和力。
THF:又称亚硫酸铜，是一种金属化合物; NaOH:化学式为CuSO4,又名氧化亚硫酸铜，是一种强氧化剂。
它们一般用于提高铜强度、耐蚀性和耐氧化性等，具有广泛的用途。
一般作为化学电镀方法中使用时，需采用 NaOH溶液来处理铜合金时，会使铜与 Al生成化学络合物而影响铜和镀层间的结合力，使镀层失效或不均匀。
下面就介绍一下化学镀铜实验中使用到较多药物试剂如 NaOH溶液以及相应产品对其化学性质及对环境影响作了介绍。
一、镀铜工艺原理化学镀铜的工艺原理与酸洗镀锡法的原理相同，只不过其酸洗顺序为：阳极→酸洗槽→清洗槽。
镀铜阳极与阴极之间有一个电解槽，电解槽内的电解质以离子状态存在于阴极上，阴极是一个稳定的电解质溶液，使阳极上的阳极铜和阴极氢离子（以Na2O3形式存在）在电解槽中发生氧化反应（如硫酸铜溶液还原铜液）。
阴极与阳极之间有一个不稳定层(PZO)存在，阳极则不稳定。
经过电解工序以后阳极生成铜溶液(SiO2)并以溶液形式存在于阴极上。
阴极上形成大量沉淀物，阳极固定在阳极与阴极之间一部分。
沉积物与阴极形成牢固结构的阳极电解质溶液从阴极转移到阳极上并以电解质溶液形式存在于阳极上；阳极固定于阴极上而形成稳定层结构与阴极电解质溶液形成一种均匀、稳定、高电导率、低溶剂消耗、低腐蚀环境下生长快和生长缓慢、沉积速率高、无公害、对环境有明显保护作用和良好的电学性能等优点。
二、影响溶液与铜合金结合力的因素影响溶液与铜合金结合力的因素主要包括以下几个方面：所需的铜原子质量及浓度。
一般情况下，铜的原子质量越大、浓度越高，所需的铜原子质量越大。
溶液中杂质含量高的溶液能有效地降低溶液与铜之间出现结合力的概率。
镀铜
在上一个试片基础上加入盐酸80ppm后
溶液中必须有少量氯离子才能得到全光亮镀层， 过少或过多均会造成高电流密度区烧，需经常分 析控制其含量．
温度：增加温度，可使用较高的电流密度，增 加溶液电导，镀层光亮性填平性提高，但温度 过高，低电流区会产生白雾或发暗，甚至得不 到光亮镀层，且会加速光剂分解，温度过低， 硫酸铜易结晶析出，使镀层粗糙麻点． 搅拌：提高工作电流密度，加快沉积速度，采 用阴极移动较好，通常采用空气搅拌． 打气:对打气要求较高,光铜必须有充足的打气, 且要均匀,否则很难镀出理想镀层.
性差,镀层结晶粗糙,高时,阴极电流效率下降,溶液 粘度大.
复磷酸:调节PH值大小,溶液PH一般会升高,只需调低,不需 调高.如因其它原因导致PH降低,则需用氨水调高.
工艺条件的影响
温度:提高温度可增大电流密度范围,对于
有光剂的镀液来说,温度不可过高,会造成光 剂分解,温度低时,镀层易烧,操作温度48-52 阳极:选用电解铜,要求纯度较高,阳极与阴 极面积比为2/1,阳极电流密度大,易使阳极表 面生成棕色的薄膜. 搅拌:空气或阴极移动搅拌,可增大阴极工作 电流密度. 过滤:除去镀液中的杂质,采用5µ棉芯或滤纸 过滤
硫酸盐镀铜成分的作用及影响
氯离子：溶液中必须有少量氯离子才能得到 全光亮镀层，含量过低，整平能力和镀层光 亮度均下降，并易产生光亮的树织状条纹， 严重时镀层镀层粗糙烧焦，过高，镀层光亮 度下降，光亮区变窄，无论加入多少光剂都 不能获得光亮镀层，所以要经常检查镀液中 的氯离子含量．
硫酸盐镀铜成分的作用及影响
Cu2+＋2e→ Cu 副反应: Cu2+＋e→ Cu +
阳极反应
Cu-2e→ Cu2 + 副反应:ห้องสมุดไป่ตู้u-e→ Cu +
塑料镀铜实验报告
一、实验目的1. 了解塑料镀铜的原理和方法。
2. 掌握塑料镀铜的工艺过程和操作步骤。
3. 分析影响塑料镀铜质量的因素，提高镀铜效果。
二、实验原理塑料镀铜是一种化学镀铜方法，通过化学镀液中的铜离子在塑料表面发生还原反应，形成一层铜膜。
该方法具有镀层均匀、结合力强、镀速快等优点。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：ABS塑料、硫酸铜、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、硼酸、2-2联吡啶、蒸馏水等。
2. 实验仪器：电镀槽、直流电源、温度计、计时器、原子力显微镜、循环伏安仪、X射线荧光光谱仪等。
四、实验步骤1. 配制化学镀液：按照实验要求，将硫酸铜、次亚磷酸钠、柠檬酸钠、硼酸、2-2联吡啶等试剂溶解于蒸馏水中，配制成一定浓度的化学镀液。
2. 将ABS塑料表面进行预处理：使用去离子水清洗塑料表面，然后用酒精擦拭，以去除油污和杂质。
3. 将预处理后的塑料放入电镀槽中，将电镀槽中加入适量的化学镀液。
4. 控制温度：将电镀槽加热至适宜的温度，通常为15℃。
5. 进行化学镀铜：将直流电源的正极接在塑料上，负极接在电镀槽的底部。
开启电源，开始化学镀铜，镀铜时间为5分钟。
6. 电镀后处理：将镀铜后的塑料取出，用清水冲洗干净，去除多余的镀液。
7. 分析镀铜层：使用原子力显微镜、循环伏安仪和X射线荧光光谱仪等仪器对镀铜层进行形貌、成分和结合力等方面的分析。
五、实验结果与分析1. 镀铜层形貌：通过原子力显微镜观察，镀铜层表面光滑，无孔洞，镀层厚度均匀，与塑料表面结合紧密。
2. 镀铜层成分：通过X射线荧光光谱仪分析，镀铜层中Cu元素含量较高，P元素含量较低，符合实验要求。
3. 镀铜层结合力：通过循环伏安法测试，镀铜层与塑料表面结合力良好，未出现剥落现象。
4. 影响镀铜质量的因素分析：a. 化学镀液浓度：镀液浓度对镀层厚度和结合力有较大影响。
实验结果表明，在一定范围内，提高镀液浓度可以提高镀层厚度和结合力。
b. 温度：温度对镀层形貌和成分有较大影响。
化学镀铜实验：利用铜盐溶液镀铜
准备所需试剂 和设备
加入适量的还 原剂
将铜盐溶解在 适当的溶剂中
搅拌均匀并等 待溶液澄清
清洁：使用适当的清洁剂去除基材表面的污垢和油脂 干燥：将清洁后的基材彻底干燥
粗化：使用化学或物理方法对基材表面进行粗化处理，增加表面的粗糙度和附着力
搅拌速度：搅拌速度会影响溶液中各成分的均匀分布，从而影响镀铜效果，需要保持适 当的搅拌速度。
PART TWO
清洗基材：使用适当的溶剂清洗基材表面，去除油脂、污垢和杂质
干燥：将清洗后的基材置于干燥环境中，自然晾干或使用干燥设备
预处理：对基材进行适当的预处理，如喷砂、化学腐蚀等，以提高表面粗糙度和 活性
清洗：使用清洗液 彻底清洗镀层表面， 以确保镀层表面的 清洁度
干燥：将清洗后的 镀层表面进行干燥 处理，以去除残留 的水分
检测：对镀层表面 进行检测，以确保 镀层的质量和性能 符合要求
PART THREE
实验操作前必 须佩戴防护眼 镜、实验服和 化学防护手套
实验室内严禁 吸烟和饮食
实验过程中要 保持室内通风 良好，避免有
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
铜盐：硫酸铜、氯 化铜等
络合剂：柠檬酸钠、 酒石酸钾等
还原剂：甲醛、次 亚磷酸钠等
缓冲剂：乙酸钠、 硼酸钠等
还原剂可以选择甲醛、乙二 胺等有机化合物
铜盐溶液中的铜离子被还原 剂还原成铜原子
害气体聚集
实验结束后要 及时清理实验 台面，确保整
洁卫生
实验器具使用后应 及时清洗，避免残 留物对下次实验造 成影响。
化学镀铜的动力学研究
化学镀铜的动力学研究化学镀铜是一种利用电化学反应在金属表面上形成一层铜的方法，常用于电子产品的表面处理和装饰。
其动力学研究是对反应过程的深入探究，对于工业生产和新材料的研发具有重要意义。
化学镀铜的动力学研究可分为以下几个步骤：第一步，探究反应物对反应速率的影响。
镀铜液中含有多种化学物质，如铜离子、还原剂、缓冲剂等。
通过控制各种化学物质的浓度，可以研究它们对反应速率的影响。
例如，增加铜离子的浓度可以加快反应速率，而增加缓冲剂的浓度可以减慢反应速率。
第二步，研究反应温度对反应速率的影响。
反应温度是影响反应速率的一个重要因素，因为温度的升高会提高反应物分子的能量，从而增加碰撞的机会。
通过改变反应温度，可以研究其对反应速率的影响。
通常来说，提高反应温度可以加快反应速率，但是过高的温度也会影响产品的质量。
第三步，探究电流密度对反应速率的影响。
电流密度是电化学反应的重要参数之一，反映了单位面积的电流强度。
通过改变电流密度，可以研究其对反应速率的影响。
一般来说，电流密度越大，反应速率越快。
第四步，探究电解液的流动性对反应速率的影响。
电解液的流动性对于反应物分子之间的碰撞有着重要的影响。
通过改变电解液流动的速度和方向，可以研究其对反应速率的影响。
一般来说，电解液流动越慢，则反应速率越慢。
总之，化学镀铜的动力学研究可以掌握反应过程的规律性和机理，为实际生产提供指导和优化。
同时，还可以为新材料的研发提供理论基础和技术支持。
因此，该领域的研究在未来将会得到更多的关注和投入。
实验四 塑料化学镀铜
实验四塑料化学镀铜一、实验目的1.了解塑料电镀铜的基本原理；2.掌握塑料电镀铜的工艺过程；3.掌握配方条件对镀层质量的影响二、实验原理我们知道，绝大部分塑料都是绝缘体，不能在塑料上进行电镀；若要电镀，必须对塑料制件的表面进行金属化处理——即在不通电的情况下给塑料制件表面涂上一层导电的金属薄膜，使其具有一定的导电能力，然后再进行电镀。
塑料制件金属化的方法很多，如真空镀膜、金属喷镀，阴极溅射、化学沉淀等。
这些方法中比较行之有效的是化学沉淀法，因而它在化学工业生产中得到广泛应用。
利用化学沉积法进行塑料化学镀的现行工艺通常由下列各步组成：塑料制件的准备—除油—粗化—敏化—活化—化学镀。
以下是各步骤的详细说明。
1、除油塑料制件表面除油目的在于使表面能很快地被水浸润，为化学粗化做好准备。
除油的方法又有有机溶剂除油、碱性化学除油和酸性化学除油等，我们采用常用的碱性化学除油法。
2、粗化塑料作粗化处理目的在于在塑料表面造成凹坑、微孔等均匀的微观粗糙状况，以保证金属镀层与塑料表面具有较好的结合力。
粗化的方法有两种：即机械粗化和化学粗化。
由于机械粗化有一定的局限性而很少使用，通常都采用化学粗化。
例如对ABS塑料，化学粗化处理一般用硫酸和铬酸的混合溶液来侵蚀，使塑料表面的丁二烯珠状体溶解，留下凹坑，形成微观粗糙，同时还增加了表面积，通过红外光谱检测，还发现化学粗化过的表面存在着活性基团如—COOH，—CHO，—OH等，这些基团的存在也会增加镀层与基体的结合力。
3、敏化敏化就是在经粗化后的塑料表面上吸附上一层容易被还原的物质，以便在下一道活化处理时通过还原反应，使塑料表面附着一层金属薄层。
最常用的敏化剂是氯化亚锡，现在认为敏化过程的机理是当塑料制品经敏化处理后，表面吸附了一层敏化液，再放入水洗槽中时，由于清洗水的PH值高于敏化液而使2价锡发生水解作用。
SnCl2+H2O Sn(OH)Cl+HClSnCl2+2H2O Sn(OH)2+2HClSn(OH)Cl+Sn(OH)2Sn(OH)3ClSn(OH)3Cl是一种微溶于水的凝胶状物质，会沉积在塑料表面，形成一层几十埃到几千埃的凝胶物质。
塑料镀实验报告
一、实验目的1. 了解塑料镀的基本原理和方法。
2. 掌握塑料镀实验的操作步骤和注意事项。
3. 分析塑料镀实验中可能出现的现象及原因。
4. 通过实验，提高对塑料镀技术的认识和应用能力。
二、实验原理塑料镀是一种在塑料表面涂覆一层金属或合金的工艺，目的是提高塑料的耐磨性、导电性、耐腐蚀性等性能。
塑料镀的基本原理是利用物理或化学方法，使金属离子在塑料表面沉积，形成一层均匀的镀层。
三、实验器材1. 塑料样品：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
2. 金属盐溶液：如硫酸铜、硝酸银、氯化镍等。
3. 电镀电源：直流电源，电压可调。
4. 镀槽：不锈钢或塑料槽。
5. 搅拌器：磁力搅拌器。
6. 试管、滴管、镊子等辅助工具。
四、实验步骤1. 准备工作（1）将塑料样品清洗干净，去除表面杂质。
（2）将金属盐溶液配制成一定浓度的溶液。
（3）检查电镀电源是否正常，调节电压。
2. 实验操作（1）将清洗干净的塑料样品放入镀槽中。
（2）打开搅拌器，使金属盐溶液均匀搅拌。
（3）将电镀电源的正极连接到塑料样品，负极连接到镀槽的底部。
（4）缓慢调节电压，使电流逐渐增大，观察镀层形成情况。
（5）镀层形成后，关闭电源，取出塑料样品。
（6）清洗塑料样品，去除多余的金属盐溶液。
3. 实验观察（1）观察塑料样品表面的镀层颜色、厚度、均匀性等。
（2）用显微镜观察镀层微观结构。
（3）测试镀层的性能，如导电性、耐磨性、耐腐蚀性等。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）镀层颜色：根据所镀金属的种类，镀层颜色有所不同。
（2）镀层厚度：实验过程中，镀层厚度随电流增大而增大。
（3）镀层均匀性：镀层均匀性较好，无明显缺陷。
2. 实验分析（1）镀层颜色与金属种类有关，如镀铜为红色，镀银为银白色。
（2）镀层厚度受电流、电压、时间等因素影响，实验中通过调节电压控制镀层厚度。
（3）镀层均匀性与金属离子在塑料表面的沉积速度有关，实验中通过搅拌溶液保证金属离子均匀分布。
六、实验结论1. 通过本实验，掌握了塑料镀的基本原理和方法。
化学镀铜工艺
化学镀铜主要是用于非金属表面形成导电层，因此在印制板电镀和塑料电镀 中都有广泛应用。铜与镍相比，标准电极电位比较正(0．34v)，因此比较容易从 镀液中还原析出，但是也正因为此，镀液的稳定性也差一些，容易自分解而失效。
(1)工艺配方
硫酸铜 碳酸钠 酒石酸钾钠 硫脲 氢氧化钠 pH 值 三乙醇胺 温度
要想获得延展性好又有较快沉积速度的化学镀铜，建议使用如下工艺：
硫酸铜 氰化镍钾
7～15g／L l5mg
LEDTA 温度 甲醛 析出速度 用氢氧化钠调整 pH 值
45g／L 60℃ l5ml／L 8～10μ m／h l2．5
如果不用 EDTA，也可以用酒石酸钾钠 75g／L。另外，现在已经有商业的 专用络合剂出售，这种商业操作在印制线路板行业很普遍。所用的是 EDTA 的衍 生物，其稳定性和沉积速度都比自己配制要好一些。一般随着温度的上升，其延 展性也要好一些。在同一温度下，沉积速度慢时所获得的镀层延展性要好一些， 同时抗拉强度也增强。为了防止铜粉的产生，可以采用连续过滤的方式来当做空 气搅拌。下表是根据资料整理的稳定性较好的一些化学镀铜液的配方。
⑤使用前再加入还原剂甲醛。
在使用中采用空气搅拌，可提高镀液的稳定性，并可将副反应生成的一价铜 氧化为二价铜，以防止因歧化反应生出铜粉而导致自分解。
在镀液用过后，存放时要将 pH 调低至 7～8，并且过滤掉固体杂质，更换一 个新的容器保存，才可防止自分解失效。
用于非金属电镀的化学镀铜工艺如下：
硫酸铜 37％甲醛 酒石酸钾钠 硫脲 氢氧化钠 温度 碳酸钠 搅拌
(2)配制与维护
7g／L 10g／L 75g／L 0．01g／L 20g／L 12 l0mL／L 40～50℃
徐工特约：化学镀铜原理(塑胶电镀)
徐工特约：化学镀铜原理（塑胶电镀）镀液配方：硫酸铜5g／L甲醛10mL／L酒石酸钾钠25g／L稳定剂0．1mg／L氢氧化钠7g／L这个配方中硫酸铜是主盐，是提供我们需要镀出来的金属的主要原料。
酒石酸钾钠称为络合剂，是保持铜离子稳定和使反应速度受到控制的重要成分。
氢氧化钠能维持镀液的pH值并使甲醛充分发挥还原作用。
而甲醛则是使二价铜离子还原为金属铜的还原剂，是化学镀铜的重要成分。
稳定剂则是为了防止当镀液被催化而发生铜的还原后，能对还原的速度进行适当控制，防止镀液自己剧烈分解而导致镀液失效。
化学镀铜当以甲醛为还原剂时，是在碱性条件下进行的，铜离子则需要有络合剂与之形成络离子，以增加其稳定性。
常用的络合剂有酒石酸盐、EDTA、多元醇、胺类化合物、乳酸、柠檬酸盐等。
我们可以用如下通式表示铜络离子：Cu2+·络合物，则化学镀铜还原反应的表达式如Cu2+·络合物+2HCH0+40H-→Cu+2HC00-+H2+2H20+络合物其实，经钯胶活化后的ABS料的表面已经有一层活化中心（钯），钯对化学镀铜有催化作用，在化学镀刚开始时是一种催化剂，其催化能力没有铜强，当覆盖一层铜后，铜层紧接着作催化剂，使反应进行下去。
当化学镀铜反应开始以后，还有一些副反应也会发2HCHO+OH-→CH30H+HCOO-这个反应也叫“坎尼扎罗反应”，它也是在碱性条件下进行的，将消耗掉一些甲醛。
2Cu2++HCHO+50H-→Cu20+HC00一+3H20这是不完全还原反应，所产生的氧化亚铜会进一步反应：Cu20+2HCHO+20H-一→2Cu+H2+H20+2HC00-Cu20+H20→2Cu++20H-也就是说，一部分还原成金属铜外，还有一部分还原成为一价铜离子。
一价铜离子的产生对化学镀铜是不利的，因为它会进一步发生歧化反应，还原为金属铜和二价铜离子：2Cu+→Cu+Cu2+[size=145.0pt]这种由一价铜还原的金属铜是以铜粉的形式出现在镀液中的，铜粉成为进一步催化化学镀的非有效中心，当分布在非金属表面时，会使镀层变得粗糙，而当分散在镀液中时，会使镀液很快分解而失效。
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实验四塑料化学镀铜
一、实验目的
1.了解塑料电镀铜的基本原理；
2.掌握塑料电镀铜的工艺过程；
3.掌握配方条件对镀层质量的影响
二、实验原理
我们知道，绝大部分塑料都是绝缘体，不能在塑料上进行电镀；若要电镀，必须对塑料制件的表面进行金属化处理——即在不通电的情况下给塑料制件表面涂上一层导电的金属薄膜，使其具有一定的导电能力，然后再进行电镀。
塑料制件金属化的方法很多，如真空镀膜、金属喷镀，阴极溅射、化学沉淀等。
这些方法中比较行之有效的是化学沉淀法，因而它在化学工业生产中得到广泛应用。
利用化学沉积法进行塑料化学镀的现行工艺通常由下列各步组成：
塑料制件的准备—除油—粗化—敏化—活化—化学镀。
以下是各步骤的详细说明。
1、除油
塑料制件表面除油目的在于使表面能很快地被水浸润，为化学粗化做好准备。
除油的方法又有有机溶剂除油、碱性化学除油和酸性化学除油等，我们采用常用的碱性化学除油法。
2、粗化
塑料作粗化处理目的在于在塑料表面造成凹坑、微孔等均匀的微观粗糙状况，以保证金属镀层与塑料表面具有较好的结合力。
粗化的方法有两种：即机械粗化和化学粗化。
由于机械粗化有一定的局限性而很少使用，通常都采用化学粗化。
例如对ABS塑料，化学粗化处理一般用硫酸和铬酸的混合溶液来侵蚀，使塑料表面的丁二烯珠状体溶解，留下凹坑，形成微观粗糙，同时还增加了表面积，通过红外光谱检测，还发现化学粗化过的表面存在着活性基团如—COOH，—CHO，—OH等，这些基团的存在也会增加镀层与基体的结合力。
3、敏化
敏化就是在经粗化后的塑料表面上吸附上一层容易被还原的物质，以便在下一道活化处理时通过还原反应，使塑料表面附着一层金属薄层。
最常用的敏化剂是氯化亚锡，现在认为敏化过程的机理是当塑料制品经敏化处理后，表面吸附了一层敏化液，再放入水洗槽中时，由于清洗水的PH值高于敏化液而使2价锡发生水解作用。
SnCl2+H2O Sn(OH)Cl+HCl
SnCl2+2H2O Sn(OH)2+2HCl
Sn(OH)Cl+Sn(OH)2Sn(OH)3Cl
Sn(OH)3Cl是一种微溶于水的凝胶状物质，会沉积在塑料表面，形成一层几十埃到几千
埃的凝胶物质。
4、活化
活化处理就是在塑料工件上产生一层具有催化活性的贵金属，如金、银、钯等，以便加速后面要进行的化学沉积速度。
活化好坏决定化学镀的成败。
活化的原理是让敏化处理时塑料表面吸附的还原剂从活化液中还原出一层贵金属来。
最常用的活化液是硝酸银型的。
当敏化过的工件浸入硝酸银溶液中时，发生反应如下：
Sn2+ + 2Ag+→Sn4+ + 2Ag↓
5、化学镀铜
化学镀是利用化学还原的方法在工件表面催化膜上沉积一层金属，使原来不导电的塑料表面沉积薄薄的一层导电的铜或镍层，便于随后进行电镀各种金属。
化学镀是塑料电镀前处理的一道关键工序，切不可疏忽大意。
常用的化学镀的原理是：在硫酸铜溶解中加入碱，生成氢氧化铜：
C uSO4+2N aOH C u(OH)2+N a2SO4
当溶液中同时存在酒石酸钾钠时，则会生成酒石酸铜络合物：
Cu(OH)2+NaKC4H4O6NaKCuC4H2O6+2H2O
在溶液中加入甲醛后，铜的络合物被还原分解生成氧化亚铜：
2NaKCuC4H2O6+HCHO+NaOH+H2O CuO2+2NaKC4H4O6+HCOONa
然后工件上的催化银膜进一步使氧化亚铜或络离子中的2价铜离子直接还原为铜。
逐步形成覆盖工件表面的铜层：
NaKCuC4H2O6+HCHO+NaOH Cu+HCO2Na+NaKC4H4O6
当塑料表面形成一层有一定厚度的紧密的化学镀金属层后，就可以像金属电镀一样，在它们上面进行常规的电镀处理了。
由上述讨论可见，塑料化学镀的工艺过程是比较复杂的，而且每一步处理的好坏都影响镀层的质量，在实验中每一步都必须严格按规定的工艺条件操作。
最后还要说明的是，不是所有的塑料都能进行化学镀，目前可镀的有ABS、聚丙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚苯乙烯、聚乙烯等。
最常用的的是ABS。
三、仪器与试剂
1、仪器: 烧杯、玻璃棒、镊子、电热套等；
2、试剂：有机除油液（实验室没有充足的药品可配制化学除油液）；
化学粗化液：重铬酸钾12g；硫酸28ml；Al3+10mg。
——暗红色溶液
敏化液：氯化亚锡1.0g；盐酸5ml；锡粒几颗。
——白色固体悬浮液
活化液：硝酸银1.5g；氨水0.7ml(1滴)——灰色固体悬浮液
化学镀铜液：酒石酸钾钠4.3g；氢氧化钠1.0g；硫酸铜1.0g；甲醛10ml（化
学镀前临时加入）——蓝色溶液
ABS塑料制品(纽扣)若干。
四、实验内容
1、配制上述各溶液100ml。
3、取ABS塑料制品（镀件），放在除油液中浸泡35分钟；
4、取出镀件洗净后，放入70℃的粗化液中粗化70分钟；
5、用水洗净镀件，不挂水珠（说明粗化效果良好），放入常温的敏化液中敏化5分钟；
6、取出镀件后，用热水洗10分钟以上，洗净后放入活化液中在室温活化10分钟；
7、活化后的镀件，立即放入镀液中化学镀，2分钟左右，取出冲洗干净，自然干燥保
存。
五、思考题
1.化学镀与电镀的主要区别是什么？
2.化学镀中粗化和敏化的作用是什么？
3.化学镀中甲醛的作用是什么？
六、注意事项
⑴每一步完成后必须用去离子水漂洗干净，以免将污物带入下一步的溶液中而影响质量。
⑵粗化开始以后的各步中，必须不断翻动工件并搅拌溶液才能得到好的结果。
⑶除油和粗化步骤决定了镀层的结合性，如果处理效果不理想，铜层就很难吸附于镀件表面。
敏化和活化步骤决定了银层能否均匀分布于镀件表面，如果敏化和活化不彻底，镀件表面就很难得到均匀的铜层。
七、参考文献
〔1〕强亮生王慎敏《精细化工综合实验》哈尔滨工业大学出版社，2004，7
[2] 曾华梁.《电镀工艺手册》机械工业出版社，1989年.。