电镀添加剂的研究和应用
硫化二苯胺电镀用途

硫化二苯胺电镀用途硫化二苯胺(化学式:C12H10N2S)是一种有机化合物,常用于电镀工艺中。
它在电镀过程中起到促进金属沉积和提高电镀质量的作用。
本文将从硫化二苯胺的性质、电镀过程中的应用、优点和注意事项等方面进行介绍。
我们来了解一下硫化二苯胺的性质。
硫化二苯胺是一种无色结晶体,具有良好的溶解性。
它在水中几乎不溶,但在有机溶剂(如乙醇、丙酮等)中溶解度较高。
硫化二苯胺具有一定的毒性,使用时应注意避免接触皮肤和吸入粉尘。
在电镀工艺中,硫化二苯胺被广泛应用于镀铜和镀镍过程中。
首先我们来看镀铜过程。
在镀铜工艺中,硫化二苯胺作为添加剂加入电镀液中,与铜离子反应生成硫化铜沉积在基材上。
硫化二苯胺能够提供稳定的硫源,使得铜沉积均匀,且具有较好的附着力和耐腐蚀性。
此外,硫化二苯胺还能够调节电镀液的pH值,提高电镀速度和效率。
接下来我们来看镀镍过程。
在镀镍工艺中,硫化二苯胺也是一种常用的添加剂。
它能够在电镀液中提供稳定的硫源,参与镀镍反应,使得镍沉积均匀且具有良好的光亮度。
此外,硫化二苯胺还能够改善镀镍的耐磨性和耐腐蚀性,提高镀层的质量和使用寿命。
硫化二苯胺在电镀过程中具有以下几个优点。
首先,它能够提高电镀液的稳定性,减少沉淀和污染物的产生,延长电镀液的使用寿命。
其次,硫化二苯胺能够调节电镀液的酸碱度,提高电镀速度和效率。
此外,硫化二苯胺还能够改善镀层的质量,使其具有良好的附着力和耐腐蚀性。
然而,在使用硫化二苯胺进行电镀时,也需要注意一些事项。
首先,硫化二苯胺具有一定的毒性,使用时应注意避免接触皮肤和吸入粉尘,应戴好防护手套和口罩。
其次,硫化二苯胺应储存在阴凉干燥的地方,避免与氧化剂和酸性物质接触。
另外,使用硫化二苯胺进行电镀时应控制好电镀液的温度、pH值和电流密度等参数,以确保电镀质量。
硫化二苯胺在电镀工艺中具有重要的应用价值。
它能够提高电镀质量、增加镀层的附着力和耐腐蚀性,同时还能改善镀层的光亮度和耐磨性。
电镀湿润剂作用
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电镀湿润剂作用全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电镀湿润剂作用电镀湿润剂是一种用于金属电镀过程中的特殊添加剂,它的作用是在电镀液中形成一层湿润性能优良的保护膜,可以有效改善电镀的质量和效率。
电镀湿润剂通常由有机物组成,具有表面活性作用和分散作用,能够降低表面张力,提高液体的透湿性,防止氧化,防止局部打火和减少表面缺陷的产生。
在电镀湿润剂的作用下,电镀液可以更均匀地覆盖在工件表面上,使电镀层更加致密和光滑,提高电镀的质量和附着力。
电镀湿润剂的主要作用包括以下几个方面:1. 降低表面张力:电镀湿润剂通过降低电镀液表面张力,使其能够更容易地润湿工件表面,使液体更加均匀地分布在整个表面上。
这样可以避免电镀出现气泡、孔洞等缺陷,提高电镀层的质量。
2. 分散作用:电镀湿润剂中的表面活性物质能够将电镀液中的颗粒分散均匀,防止颗粒聚集在一起形成团块,影响电镀的均匀性和致密性。
分散作用可以提高电镀的润湿性能,使液体更容易流动,减少局部电镀厚度差异。
3. 改善附着力:电镀湿润剂在工件表面形成的保护膜能够降低界面电阻,使电镀层更好地附着在基材上。
这样可以提高电镀层的结合强度和耐腐蚀性能,延长其使用寿命。
4. 防止氧化:电镀湿润剂中的特定添加剂能够与表面金属发生化学反应,形成一层保护膜,有效阻止氧化反应的进行,延缓金属的氧化速度,保持金属表面的光洁度和亮度。
5. 减少表面缺陷:电镀湿润剂能够填补金属表面的微小孔洞和裂纹,减少表面粗糙度,使电镀层更加光滑均匀。
这样可以提高电镀的外观质量,增加金属制品的商业价值。
电镀湿润剂在金属电镀过程中扮演着非常重要的角色,它能够改善电镀的质量和效率,提高电镀层的均匀性、光滑度和耐腐蚀性,使金属制品更加美观和持久。
因此在实际生产中,选择合适的电镀湿润剂对于保证电镀质量具有重要意义,需要结合具体的电镀条件和要求,选择适合的湿润剂类型和添加剂浓度,以达到最佳的电镀效果。
第二篇示例:电镀湿润剂作用电镀湿润剂是一种用于电镀行业的特殊化学品,它在电镀过程中起着非常重要的作用。
甲基纤维素在电镀中的应用_概述说明以及概述

甲基纤维素在电镀中的应用概述说明以及概述1. 引言1.1 概述甲基纤维素是一种具有广泛应用潜力的材料,在电镀领域中得到越来越多的关注和研究。
甲基纤维素由天然纤维素经过化学修饰得到,具有优异的物理化学性质和生物可降解特性。
在电镀过程中,甲基纤维素可以作为一种保护剂、增强剂和吸附剂,对金属表面进行保护、改善电镀层的附着力,并且还能够吸附污染物,提高电镀过程的净化效果。
本文将对甲基纤维素在电镀中的应用进行概述,并探讨其在未来发展中的潜力。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行论述。
引言部分对文章进行了简要介绍,并阐述了选择该主题进行研究的原因。
接下来第二部分将介绍甲基纤维素的定义、组成以及其在其他领域中的特性与应用。
第三部分将详细探讨甲基纤维素在电镀中的工艺条件与方法,包括膜层制备技术以及对电镀效果的影响研究。
第四部分将深入分析甲基纤维素在电镀过程中的作用机理,包括与金属表面的相互作用、膜层对金属表面保护和电镀附着力增强的机理,以及对污染物的吸附效应。
最后,结论部分将总结文章内容,并展望甲基纤维素在未来电镀材料发展中的前景,并提出了进一步研究的方向和建议。
1.3 目的本文旨在全面探究甲基纤维素在电镀中的应用潜力和作用机理,为该领域的研究提供参考和借鉴。
通过对甲基纤维素特性与应用、工艺条件与方法以及作用机理进行详细讨论,可以加深我们对该材料在电镀领域中具体使用方式和效果的理解。
同时,本文也将展望未来甲基纤维素电镀材料发展的趋势,并提出了进一步研究的方向和建议,希望能够为相关领域的学者和研究人员提供一定的参考和启示。
2. 甲基纤维素的特性与应用2.1 甲基纤维素的定义与组成甲基纤维素是一种由纤维素经化学修饰而得到的衍生物。
其主要成分是纤维素经过甲基化反应后形成的产物。
甲基纤维素具有类似于天然纤维素的结构,但通过在纤维素主链上引入甲基(-CH3)取代基,增强了其改性和功能化能力。
2.2 甲基纤维素的物理化学特性甲基纤维素具有良好的溶解性和稳定性,可以在多种溶剂中溶解并形成胶体溶液。
印制电路板酸性电镀铜电镀添加剂的应用及其机理研究
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中文摘要摘要印制电路板(Printed Circuit Board, PCB)是电子产品的必要组成部分,是支撑电子产品中电子元件的载体,其广泛应用于不同种类的电子器件中。
随着社会的不断进步,人类所追求的电子产品快速向微型化、便捷化、智能化方向发展,拥有高密度互联的多层印刷电路板(HDI-PCB)是制造这些复杂电子产品的重要成分之一。
目前,为了满足社会要求,所需PCB盲孔孔径不断缩小,孔的深径比越来越大,对PCB电镀工艺的要求更高。
而盲孔孔金属化是PCB电镀的核心,是实现多层电路板层与层之间连接的重要路径之一,也是目前PCB生产工艺中非常重要而成熟的技术之一。
但在直流电镀过程中,由于盲孔内电流密度分布不均,孔口电流密度较大,容易出现封孔现象,导致盲孔填充质量下降。
因此,为了获得良好的盲孔填充性能和均匀的铜镀层,镀液中采用添加有机添加剂的方式是非常有效而经济的。
为此,本文以微盲孔填充电镀铜添加剂为主要研究目标,首先对盲孔电镀添加剂的各种成分进行预筛选并通过电镀试验验证该组合添加剂体系并与之确定;其次,研究了各种添加剂成分对PCB微盲孔填铜效果的影响及其性能表征。
详细研究内容及相关结论如下:1、盲孔电镀添加剂的筛选及体系确定(1)通过对大量学者以往研究内容进行比较分析,确定了适宜的卤素离子(Cl-)、加速剂(聚二硫二丙烷磺酸钠:SPS)和抑制剂(聚乙二醇8000:PEG-8000)。
(2)借助筛选金属缓蚀剂的手段筛选出合适的电镀整平剂(4,6-二甲基-2-巯基嘧啶:DMP,2-硫代巴比妥酸:TBA),通过原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)测试并结合量子化学计算和分子动力模拟探究了DMP和TBA分子在铜表面的吸附行为和吸附机理,证明了它们可以通过嘧啶环平行吸附于铜的表面,使得进行电化学反应的有效面积减小,铜的表面沉积速度越慢,沉积层也就越均匀,从而有利于微盲孔的填充,也间接性的证明了它们可能是一种潜在的,有效的电镀整平剂。
电镀锌铁(钒)合金电镀添加剂的选择
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电镀锌铁(钒)合金电镀添加剂的选择在镀液中加入适量的添加剂,一般对金属的平衡电位影响很小,但对金属的极化往往有较大的影响。
添加剂在阴极表面可能被吸附或形成表面配合物,对阴极反应常具有明显的阻化作用。
一种添加剂可能会对某种金属的电沉积起作用,而对另一些金属的电沉积无效。
因此,在镀液中加入适当的添加剂(包括配位剂、光亮剂等),也是在阴极上实现共沉积的有效方法之一。
要在氯化钾镀锌液中形成具有良好外观的锌铁(钒:合金镀层,添加剂是关键因素之一。
在电镀液中添加特殊添加剂是一种简便而有效地提高整平性能和细化结晶的良好方法。
添加剂在阴极高电流密度处的吸附和还原,可以有效地抑制高电流密度处的金属被还原,即可以有效地抑制高电流密度处金属的沉积速度,从而达到正整平作用。
因此,性能优良的添加剂不仅要有好的整平作用,还要求分解产物愈少愈好。
为了能在活性的结晶生长点上抑制结晶的生长,促进晶核的形成,大多电镀界同仁都认为在镀液中添加可以在结晶生长点上选择性吸附的有机添加剂是不可或缺的[5]。
对锌铁(钒)合金添加剂的初步筛选也是基于此理。
增大阴极极化一般采用配位剂或表面活性物质(即广义上的表面活性剂)。
采用表面活性剂的最大优点是用量较少、成本低,而且由于表面活性剂是吸附在电极表面的,溶液中主要还是电解质简单离子。
笔者研究的R·G--618添加剂采用了易于生物降解的直链式表面活性剂,对环境友好,符合清洁生产要求,废水处理简单。
R·G一618添加剂中的表面活性剂不仅有足够的表面活性,而且还有宽的吸附电位范围,其中的载体添加剂在被吸附后有较强的增大极化作用。
锌铁(钒)合金添加剂由R·G一618光亮剂和R·G一618配位剂组成。
1.载体添加剂氯化钾镀锌铁(钒)合金基础液中没有任何添加剂时,所得镀层粗糙、疏松,呈海绵状。
要获得结晶细致的光亮镀层,需有良好的添加剂与相应配位剂的协同作用。
因此,添加剂的质量是决定镀层质量的重要因素之一。
电镀添加剂概述
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电镀添加剂概述1、前言电镀添加剂(electroplating additives)是加入到电镀溶液中对镀液和镀层性质有特殊作用的一类化学品的总称。
电镀添加剂包括无机添加剂(如镀铜用的镉盐)和有机添加剂(如镀镍用的香豆素等)两大类。
早期所用的电镀添加剂大多数为无机盐类,随后有机物才逐渐在电镀添加剂的行列中取得了主导地位。
添加剂在电镀工业,也有其特殊作用。
其效果表现在以下若干方面:(1)扩宽电镀液的pH、温度和电流密度的使用范围(2)对电镀中析出的金属粒子具有良好的分散性,有利于提高镀件表面的平滑和光亮度。
(3)降低表(界)面张力有利于对镀件的润湿。
(4)促进在阴极表面产生的氢气尽快离脱可防止镀件产生凹痕和针孔。
(5)经过表面活性剂清洗的镀件,其电镀效果明显改善。
2、电镀添加剂的种类及其功能按功能分类,电镀添加剂可分为络合剂、光亮剂、表面活性剂、整平剂、应力消除剂、除杂剂和润湿剂等,其中最重要的是光亮剂和表面活性剂。
不同功能的添加剂一般具有不同的结构特点和作用机理,但多功能的添加剂也较常见,例如糖精既可作为镀镍光亮剂,又是常用的应力消除剂;并且不同功能的添加剂也有可能遵循同一作用机理[1]。
2.1 光亮剂电镀过程中,加入添加剂后可得到细致光亮的镀层。
这种添加剂称光亮剂。
光亮剂可分为以下三类:(1)有明显表面活性的光亮剂:如十二醇硫酸醋钠(K-12),十六烷基三甲基甜菜碱(Am);聚氧乙烯(n)十二醇醚(n=15~20);聚氧乙烯(n)壬基酚醚(n=10或21);聚氧乙烯((n)蓖麻油;聚氧乙烯(n)二癸撑三胺(N)有表面活性的光亮剂:它有表面活性但不明显,其溶液不能形成胶团,不能称为表面活性剂,可称表面活性物质。
如丙烯磺酸钠、低级胶与环氧氯丙烷缩合物、二甲氨基丙胺与环氧氮丙烷的缩合物、苯基聚二硫丙撑磺酸钠、炔醇、炔二醇及其环氧乙烷(环氧丙烷)加成物。
无表面活性光亮剂:这类光亮剂,没有表面活性。
但却是非常重要的光亮剂。
应用电化学测试实验
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四、 实验结果与讨论
1. 添加剂用量对极化曲线的影响: 不同用量下的极化曲线,分析添加剂的加入对
镀层外观、性能的影响。 将5条曲线叠加对比分析
2. 锌镀层质量与极化曲线的关系: 主要观察表面外观状态对镀层质量的影响,
可通过极化曲线形式来体现
实验四 循环伏安曲线的测定
一、实验目的 1. 掌握电化学工作站测定循环伏安的使用方法; 2. 了解循环伏安法的基本原理及其在电化学研究 中的应用,学会分析循环伏安曲线图; 3. 了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。
采用工业级原料,称量质量偏上限; 施镀(1A/dm2、10min),获得整片全光亮镀层为合格
2. 用铜库仑计法测定镀锌溶液的阴极电流效率:
➢ 配制400 mL镀锌溶液和400 mL铜库仑计溶液;
➢ 按试验装置图(图4.1)接线;
➢ 将用分析天平(0.1mg感量)称取铜阴极和锌阴极质量;
➢ 按阴极面积计算试验电流,电流密度为2 A/dm2,电镀时间
二、实验原理
电化学法是一种简单而有效的方法。制备时常 采用三电极系统,即工作电极(W)、对电极(C)与 参比电极(R)。工作电极一般用贵金属或碳类 材料制作,铂和甘汞电极可分别作为对电极和参 比电极。制备时可采用不同波型的电压或电流作 为激励信号,可采用循环伏安法、恒电位法和恒 电流法。
三、实验要求
内孔法是采用有内孔的圆管做镀件,用一定的方法 进行电镀,镀完后观察圆管内壁镀层的长度来评定镀 液覆盖能力的优劣。
三、实验内容
1. 酸性氯化钾光亮镀锌液的配制:
按配方的含量范围称取ZnCl2、KC1 并加水溶解(体积控 制在300~400mL) → 另取一烧杯,称取H3BO3,加200 mL水 并加热溶解 → 将完全溶解的H3BO3溶液倒入ZnCl2、KC1混合 液中搅拌均匀 → 加1~2克活性炭颗粒进行加热搅拌,时间 30min → 过滤 → (预留250mL空白液,做实验十四故障分 析实验) → 加入15mL NDZ-1添加剂,加水至1000mL备用。
电镀铜系列添加剂的研究
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生 成 难 溶 沉 淀 , 碍 阳极 正 常溶 解 。 同 时 , 果 阻 如
游离氰化钠含量很低 时 , 极上 可能发生如下反应 : 阳
Cu 一 2e— — Cu
2 碱 性 氰 化 物 镀 铜
氰 化 镀 铜 液 的 主 要 成 份 是 铜 氰 络 合 物 和 一 定 量 的 游 离 氰 化 物 。 当 将 某 种 铜 盐 , 氰 化 亚 铜 溶 解 在 如 过量 的 氰 化 物 溶 液 中 , 会 形 成 铜 氰 络 合 离 子 , 般 就 一 认 为 在 氰 化 镀 铜 液 中 , 在 离 解 平衡 为 : 存
维普资讯
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1 0 。
J l 0 2 u y2 0
E lc r pl i g & Po l i nt ol e t o atn luton Co r
Vo . 2 N0 4 12
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电 镀 铜 系 列 添 加 剂 的 研 究
丰 志 文 ( 美伦 得 电镀 技 术 有 限公 司 中 央研 究 室 , 州 3 0 2 ) 杭 1 0 8
化 镀 铜 溶 液 中 , 极 上 放 电 的 络 离 子 形 式 由 游 离 氰 阴 化 钠 含 量 多少 和 阴极 电 流 密 度 大 小 决 定 。
当 游 离 Na CN 不 足 。 极 电 流 密 度 小 时 , 极 上 阴 阴
普 通 氰 化 镀 铜 电 解 液 主 要 由氰 化亚 铜 、 化 钠 、 氰 氢 氧 化 钠 、 石 酸 钾 钠 等 组 成 , 以 适 当 的 工 艺 条 件 酒 配 就 可 以 获 得 结 晶 细 致 的 铜 镀 层 。 但 是 普 通 氰 化 镀 铜
溶 液 在 光 亮 度 及 填 平 度 方 面 较 差 , 且 沉 积 速 度 过 并
电镀添加剂
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电镀添加剂\1. 镀镍中间体:* Rhodopon BOS/W是专门用于镀镍的低泡润湿剂,目前被广泛的应用于镀镍* Geropon MLS/A 用于镀镍走位剂和辅光剂,比ALS多一个甲基,其甲基的给电子效应决定其效果要比ALS好很多,更好的深镀能力镀层颜色比用ALS做载体的镀层白。
而且MLS 是固体的,100%有效含量,性价比更高* Sipomer SVS-25用镀镍的辅助光亮剂,配合糖精、SAS、PPS等使用有效提高深镀能力和整平能力* Rhodocal DS-10用于镀镍润湿剂和分散剂,纯度高于96%* Rhodocal N用于镀锌和镀镍的光亮扩散剂,有效扩大光亮范围2. 镀锌添加剂* Mirapol WT是罗地亚专门为无氰碱性镀锌设计的一个走位剂和整平剂。
Mirapol WT的加入能明显缩短电镀时间,改善镀层的均匀性吠深镀能力,节省锌的用量,同时提高镀层的耐腐蚀能力。
目前全球几大光亮剂公司都在用罗地亚的WT。
是罗地亚在电镀行业最知名的一个产品* Mirataine H2C HA是一个两性表面活性剂,用于抑制碱雾,增加镀液的润湿和渗透性能,同时对改善工人的操作环境有极大的帮助3. 镀锡添加剂* Soprophor 796/P是一个低泡非离子表面活性剂,用于碱锌,镀锡和镀铜是一个非常好的的结晶细化剂和光亮剂,改善表面光泽和提高耐腐蚀性,同时提高电镀槽液的浊点。
我客户用于亚锡(甲基磺酸类)效果非常理想* Miranol C2M AA是两性表面活性剂,专门用作镀锡的光亮剂,在国外被几个大的跨国公司所采用。
是酸的混合物4. 钝化添加剂* Albritect CP30是水溶性的有机膦酸酯聚合物取代三价铬和六价铬的无铬封闭剂而且使用量极低少于1‰在表面覆上一层单分子层改善耐盐雾性能,同时不影响镀层的颜色和外观5. 清洗表面活性剂* Rhodafac H-66是特殊结构设计的磷酸酯阴离子表面活性剂,用于清洗,低泡沫性能。
电镀添加剂的作用原理及其应用
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电镀添加剂的作用原理及其应用发布时间:2021-12-09T07:32:18.926Z 来源:《防护工程》2021年25期作者:白建军[导读] 在电镀行业,为了提高涂层性能和实现镜面涂层,经常将少量电镀添加剂添加到电镀解决方案中。
各种添加剂在润滑过程中的作用不同。
它称为平滑剂或平滑剂,可以平滑涂层。
四川兴荣科科技有限公司四川成都 620000摘要:在电镀行业,为了提高涂层性能和实现镜面涂层,经常将少量电镀添加剂添加到电镀解决方案中。
各种添加剂在润滑过程中的作用不同。
它称为平滑剂或平滑剂,可以平滑涂层。
可以使涂层发光的东西叫做澄清剂增编通常包括无机化合物和有机化合物。
它们在电镀过程中的作用机制很复杂,通常根据其不同的作用分为蓝色和蓝色。
随着电镀行业的发展,制造零部件的质量也在提高。
电镀添加剂的应用也越来越广泛,表明了添加剂应用的重要性。
关键词:添加剂;作用机理;研究方法;电镀添加剂包括无机添加剂(如用于铜电镀的镉盐)和有机添加剂(如用于镍电镀的海床)。
最初几天使用的大多数电镀添加剂是无机盐,随后有机化合物在电镀添加剂中逐渐占据主导地位。
根据功能分类,电镀添加剂可分为蓝色、平整剂、应力缓解剂和润湿剂。
不同的功能添加剂通常具有不同的结构特征和作用机制,但多功能添加剂也很常见。
一、电镀添加剂作用的原理电镀添加剂具有多种功能,主要包括亮度和平滑度。
目前,许多理论在一定程度上解释了添加剂的漂白效果,如微粒理论、晶体表面取向理论、表面改性理论等。
膜的哲学和电子自由流动理论,每种方法都有其优缺点。
涂层的光泽度不仅取决于涂层表面或基材表面的光滑度,电镀添加剂的流平效果是指电镀液在金属表面的局部凹陷处沉积较厚的镀层,在凸起处沉积较薄的镀层的能力,可分为宏观流平和宏观流平。
首先,这是由于电流在金属表面的均匀分布。
此时,漫射层的厚度沿曲面的几何轮廓均匀分布,因为凹口处的电流密度大于凸度处的电流密度。
漫射层的边界在距极座标帽一定距离处平滑化,且凹陷处涂层层的厚度大于盖印表面的厚度。
电镀添加剂的研究和应用

电镀添加剂的研究和应用在含有被镀金属离子的电解质溶液(electrolyte,bath)中,以工件作为阴极(cathode),通常以被镀金属作为阳极(anode),通以直流电,使作为阳极的金属溶解进入镀液,镀液中的金属离子在阴极上沉积形成有具有一定装饰性(decorative)或功能性(functional)的金属或合金的工艺叫做电镀(electroplating,electrodeposition,plating).镀液中仅仅含有被镀金属的盐不能得到具有装饰性或功能性的镀层,必须在其中加入添加剂.电镀添加剂(electroplating additives)是加入到电镀溶液中对镀液和镀层性质有特殊作用的一类化学品的总称.它属于精细化学品(fine chemicals),在一些大型化工公司中,把它列入特殊化学品(specialty chemicals).电镀添加剂的分类和作用应用广泛的电镀工艺有镀锌,镀铜,镀镍,镀铬,镀银,镀锡,镀铜锌合金,(仿金电镀),铜锡合金,锌镍合金,镍铁合金等.镀液有酸性,弱酸,碱性之分.不同类型的电镀工艺只能加入不同种类的添加剂,因此电镀添加剂的种类十分复杂,给电镀添加剂的分类带出困难.以下是本人根据电镀添加剂的对镀液和镀层和作用的不同所作的分类,不一定准确和全面.(同时,本分类仅包括电镀液中的添加剂,不包括电镀的前处理,后处理,也不包括化学镀,阳极氧化等其他表面处理工艺.)1.1 络合剂(complexing agent or chelating agant)电化学理论根据金属离子的交换电流密度I.的大小(I.表示电极存在的氧化反应和还原反应达到平衡时,即净反应速度为零时的氧化或还原反应速度或电流)将金属分为三类:第一类:I.很大,10-10-3 A/dm2,过电位很小,为Pb2+,Cd2+,Sn2+,In3+等.第二类:I.中等,为10-3-10-8 A/dm2,过电位中等.为:Cu2+,Zn2+,An3+,Bi3+等.第三类:I.很小,为10-8-10-15,过电位高,为:Co2+,Ni2+,Pt2+等.只有第三类金属才能从其简单盐中电镀出致密的金属镀层.第一,二类金属由于交换电流过大,过电位低,得到的是疏松镀层.为了提高过电位,必须加入适当络合剂.加入络合剂的作用是使金属离子形成稳定络合物,从而使金属离子还原的活化能较高,过电位增加,交换电流密度变小,从而形成致密的镀层.影响络合效果的因素有络合剂种类,配位体和金属离子浓度,pH值等.电镀中常见金属的络合剂有:Zn2+:OH-,P2O74+,CN-,HEPP(羟基乙叉二磷酸)Cu2+:CN-,P2O74+,HEDP,Cit3-,乙二胺等SN2+:BF-,H2NSO3OH,Cit3-Au:CN-,SO32-,Cit3-Ag:CN-,S2O32-1.2 表面活性剂(surfactant)表面活性剂具有降低表面张力的作用,润湿作用,乳化和增溶作用.在电镀添加剂中通常作为光亮剂,防针孔剂,润湿剂,分散剂,增溶剂,抑雾剂等.在酸性镀铜中,聚乙二醇是光亮剂的重要成份.在镀镍中,十二烷基硫酸钠和乙基巳基磺酸钠是防针孔剂和润湿剂的主要成份.在酸性镀锌中,OP或平平加既用作主光亮剂芐叉丙酮和邻氯荃甲醛的增溶剂和分散剂,又起着平滑镀层的作用.在镀铬中,用含氟表面活性剂作为铬雾抑制剂.1.3 主光亮剂( brightener)主光亮剂是指在电镀添加剂中产生光亮作用的主要成份.不同镀种的主光亮剂不同.但作为主光亮剂的物质通常分子量不大,用量较小,通常是醛类,酮类,含双键或三键的有机物,杂环化合物或一些金属元素.酸性镀铜的主光亮剂有:乙撑硫脲,二硫苯骈咪唑,四氢噻唑硫酮等.酸性镀锌的主光亮剂有:苄叉丙铜,邻氯苯甲醛等.碱性镀锌的主光亮剂有:香苯醛,BPC.镀镍的主光亮剂有:丁炔二醇和丙炔醇的醚化产物.1.4 整平剂(levelling agent)整平剂与光亮剂的作用不同,后者的主要作用是提高镀层的光亮度但不一定能填平基体表面微观的凹凸不平.而前者的作用主要是填平基体的微观凹凸不平但不一定具有明显的光亮作用.例如:氰化光亮镀铜工艺可以获得光亮的镀层但不能填平基体表面存在的划痕,而半光亮镍电镀工艺得到的镍镀层呈乳白色,没有明显的光亮度,但镀层表面很细致均匀,在它的表面继续电镀光亮镍,起亮的速度很快.物质的整平作用分为正整平,几何整平和负整平.正整平:几何整平:负整平:大部分电镀工艺要求整平剂具有正整平作用,但对于表面有花纹的工件,为了避免电镀以后使花纹模糊不清,电镀添加剂中最好包含具有几何整平与呈负整平的物质.电镀添加剂的研究和应用(II)镀镍添加剂的研究进展镍是一种机械性能和化学性能优良的金属,镀镍是一种应用广泛的工艺,所有组合性镀层中几乎都包含有镍层.因此对镀镍工艺,添加剂和理论的研究最受到关注,取得的进展也最大.2.1 初级光亮剂(primary brightener) 的作用和品种初级光亮剂的作用是细化晶粒,使镀层均匀.但它产生压应力,用以抵消次级光亮所产生的张应力.分子结构中含硫,夹杂在镀层中,使镀层的电位比纯Ni 电位更负.2.1.1 糖精:学名邻磺酰苯亚胺英文名:saccharin结构式: N - - HS可电离出H+,带酸性. N - - Na+平常使用的是它的钠盐. S用量:0.5-2.5 g/L其用量与次级光亮剂的种类和多少有关.用量要足以抵销次级光亮剂的张应力.消耗量:15-30 g/KAH2.1.2 BBI:学名:二苯磺酰胺英文名:bis(benzenesulfonyl)imide或:bisphellylsulphonylamine结构式: SO2 NH SO2用量:0.5~2 g/L消耗量:15g/KAH2.2,次级光亮剂(second brightener)的作用和品种使镀层光亮,但产生张应力,与初级光亮剂配合得到高光亮度又应力低的镀层.2.2.1 BEO:学名:丁炔二醇二乙氧基醚或:乙二氧基化丁炔二醇英文名:diethxylated 2-butyne-1.4-diol结构式:HO-C2H4-O-CH2-C≡C-CH2-OC2H4-OH是丁炔二醇与2 mol环氧乙烷的反应产物用量:0.02-0.05 g/L消耗量:5g/KAH2.2.2 BMP:学名:丁炔二醇单丙氧基醚或:单丙氧基化丁炔二醇.英文名:monopropoxylated 2-butyne-1,4-diol 结构式:HO-CH2-C≡C-CH2-O-C3H9-OH是丁炔二醇与同摩尔的环氧丙烷的反应产物用量:0.05-0.15 g/L消耗量:8 g/KAH2.2.3 PAP:学名:羟丙基丙炔醇醚或:丙炔醇丙氧基醚英文名:propynol propoxylate结构式:CH≡C-CH2-O-C3H6-OH是丙炔醇与等mol的环氧丙烷反应产物用量:0.01-0.03 g/L消耗量:6 g/KAH2.2.4 PME:学名:羟乙基丙炔醇醚或:丙炔醇乙氧基醚英文名:propynol ethoxylateor hydroxyethyl propargyl ether3 2 1结构式:H-C≡C-CH2-O-C2H4OH丙炔醇与同mol环氧乙烷反应产物用量:0.01-0.03 g/L消耗量:4 g/KAH2.2.5 DEP:学名:二乙基丙炔胺英文名:N,N-diethy1-2-propyne(丙炔)-1-amine C2H5 1 2 3结构式: N-CH2C≡CHC2H5用量:0.001-0.01 g/L消耗量:1.5 g/KAH2.2.6 EAP:学名:二乙基胺基戌炔醇英文名:5-diethylamino-3-pentyne(戌炔)-2-ol C2H5 5 4 3 2 1结构式: N-CH2-C≡C-CH-CH3C2H5 OH用量:0.001-0.01 g/L消耗量:2 g/KAH2.2.7 MPA学名:1.1-二甲基丙炔胺英文名:1.1-dimethyl-2-propyne-1-amine结构式:CH3C-C≡CHCH3NH2用量:0.001-0.01 g/L消耗量:1 g/KAH2.3 整平剂的结构和性能2.3.1 PPS:学名:1-(3-磺丙基)-吡啶或:磺丙基吡啶甜菜碱甜菜碱的原意是指三甲铵乙内酯O(CH3)3N+-C2-C-O-后泛指由氮所组成的内脂英文名:1-(3-sulfopropyl)-pyridinium-betaine结构式: 1+-CH2-CH2-CH2-SO3用量:0.1-0.3 g/L消耗量:25g/KAH2.3.2 PHP或PPS-OH学名:N-(3-磺基羟丙基)吡啶甜菜碱英文名:N-(3-sulfo-2-hydroxypropyl)pyridinium betain结构式:+1 2 3 -CH2-CH-CH2-SO3OH用量:0.1-0.3 g/L消耗量:25 g/KAH2.3.3 HD学名:已炔二醇英文名;3-hexyne-2.5-diol1 2 3 4 5 6结构:CH2-CH-C≡C-CH-CH3OH OH作用:作为半光亮镍的弱光亮剂和整平剂.Weak elass II brightenerEffective corrosion inhibitor for Aluminium in Solutions Containing hydrochloric or sulphuric acid用量:0.1-0.3 g/L消耗量:20 g/KAH2.4,辅助光亮剂( auxiliary brightener) 的性能和品种辅助光亮剂的作用是提高低电位的光亮度,改善镀液对杂质的容允能力.2.4.1 ALS:学名:烯丙基磺酸钠英文名:sodium allyl sulfonatesodium 2-propene(丙烯)-1-sulphonate3 2 1结构式:CH=C-CH2SO3Na用量:3-10 g/L消耗量:120g/KAH2.4.2 PS学名:炔丙基磺酸钠英文名:sodium 2-propyne(丙炔)-1-sulphonate结构式:HC≡C-CH2-SO3Na用量:0.005-0.15 g/L(5-150 mg/L)消耗量:12 g/KAH2.4.3 VS学名:乙烯磺酸钠英文名:sodium ethylenesulphonate或:sodium vinyl(乙烯基)sulfonate结构式:H2C=CH-SO3Na用量:2-4 g/L消耗量:40 g/KAH2.4.4 ATP:学名:羰乙基硫脲甜菜碱英文名:carboxyethylisothiuronium betaine结构:H2N+ OC-S-CH2-CH2-CH2N O-用量:0.001-0.01 g/L消耗量:1 g/KAH2.4.5 AIS学名:羟乙基磺酸钠英文名:2-hydroxy ethansulfonate sodium salt结构式:HO-CH2-CH2-SO3Na作用:improres ductility in nickel brighteners用量:无消耗量:无2.5,润湿剂(wetting agent) :消除氢气泡吸附在镀层表面所产生的针孔2.5.1 EHS:学名:乙基巳基硫酸钠英文名:ethylhexyl sulfate结构式:CH3CH2CH2 CH2CHCH2SO4NaC2H5浓度:38-40%pH: 11-12比重:1.10-1.12 g/cm3用量:消耗量:2.5.2 ABP学名:磺基丁二酸(琥珀酸)辛酯英文名:sulfosuccinic acid ester sodium salt结构式: OH2C-C-OC8H17OH-C-C-OC8H17SO3Na电镀添加剂的研究和应用(III)3,电镀添加剂的作用机理电镀添加剂的研究就象大多数实验性的科学一样,实验走在前面,理论滞后.现在还不能做到仅仅依靠理论指导来完成添加剂的选择.但对长期实验结果的总结也得到了一些有用的结论.3.1 阴极吸附作用很多光亮剂在阴极表面有较强的吸附作用,这种吸附阻挡了金属离子在阴极上的还原,提高了阴极极化.结果晶粒成核数增加,生长速度下降,从而得到晶粒很细,晶体结构有序的镀层.测定镀液的微分电容和极化曲线可以研究添加剂的吸附行为.3.2 光亮剂的阴极还原作用大多数光亮剂能够在阴极上被还原.醛和酮可以被还原为醇,含三键的炔类化合物首先被还原成烯烃,再进一步被还原成饱和烷烃.含亚胺基因的有机物可以被还原成胺.添加剂在阴极上与金属离子的竞争还原反应抑制了金属的析出,从而也提高了阴极极化,使金属镀层结晶细致光亮.3.3 光亮剂的阴极还原反应受扩散控制在工件不平的表面上,其凹下的部位(谷底)和凸出的部分(峰尖)的扩散层厚度不同.谷底扩散层厚,峰尖薄.添加剂消耗后,谷底附近的添加剂受扩散控制来不及补充,而峰尖附近的添加剂及时得到补充,因此峰尖处的金属离子放电受到较强抑制,谷底处的金属离子放电受到较弱抑制,因此谷底逐渐被填平.从而得到光滑平整的镀层.4,电镀添加剂的研究方法和内容4.1 文献调研是科研的基本方法也是电镀添加剂研究的方法.CA,美国专利,CNKICA:chemictry abstractCNKI:China National Knowledge Infrastructure 中国国家知识基础设施美国专利:patent and trademark office4.2 霍尔槽实验(Hull cell test)Hull cell test是电镀研究和生产控制的最基本的实验方法,一个0~10V连接可调的直接电源连接一个Hull cell——梯形槽,可以直观地观察到不同电流密度下添加剂对镀层外观的影响.试片金属阳极4.3 电化学测试技术电化学测试技术是深入研究添加剂本身的电化学性能和在电镀液中的表现的重要手段.可以测量极化曲线,微分电容,极化电阻,交流阻抗,整平能力等.从而获得很多重要信息.4.4 寻找和合成新的添加剂组分.4.5 利用商品的添加剂组分设计优良的电镀添加剂成品.4.6 研发新的电镀工艺:4.6.1 环保电镀技术:无氰,无六价铬.4.6.2 超硬镀层电镀技术:复合电镀,合金电镀.4.6.3 纳米电镀.O + O -。
电镀添加剂的作用原理
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电镀添加剂的作用原理
1. 促进金属沉积,电镀添加剂可以在电镀过程中形成一层保护膜,促进金属沉积在基材表面上,使得电镀层更加均匀和致密。
2. 提高电镀层的光泽度,一些电镀添加剂可以改善电镀层的表面光泽度,使得电镀层更加光滑、亮丽。
3. 控制电镀层的组织结构,电镀添加剂可以影响电镀层的晶粒尺寸和结构,使得电镀层具有更好的力学性能和耐腐蚀性能。
4. 提高电镀层的抗腐蚀性能,一些电镀添加剂可以在电镀层表面形成一层保护膜,提高电镀层的抗腐蚀性能。
总的来说,电镀添加剂的作用原理是通过调节电镀液的化学成分和电镀条件,改善电镀层的性能和质量,使得电镀层具有更好的外观和性能。
在实际应用中,选择合适的电镀添加剂对于获得高质量的电镀层至关重要。
电镀添加剂概述
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电镀添加剂的种类及功能概述1、前言电镀添加剂(electroplating additives)是加入到电镀溶液中对镀液和镀层性质有特殊作用的一类化学品的总称。
电镀添加剂包括无机添加剂(如镀铜用的镉盐)和有机添加剂(如镀镍用的香豆素等)两大类。
早期所用的电镀添加剂大多数为无机盐类,随后有机物才逐渐在电镀添加剂的行列中取得了主导地位。
添加剂在电镀工业,也有其特殊作用。
其效果表现在以下若干方面:(1)扩宽电镀液的pH、温度和电流密度的使用范围。
(2)对电镀中析出的金属粒子具有良好的分散性,有利于提高镀件表面的平滑和光亮度。
(3)降低表(界)面张力有利于对镀件的润湿。
(4)促进在阴极表面产生的氢气尽快离脱可防止镀件产生凹痕和针孔。
(5)经过表面活性剂清洗的镀件,其电镀效果明显改善。
2、电镀添加剂的种类及其功能按功能分类,电镀添加剂可分为络合剂、光亮剂、表面活性剂、整平剂、应力消除剂、除杂剂和润湿剂等,其中最重要的是光亮剂和表面活性剂。
不同功能的添加剂一般具有不同的结构特点和作用机理,但多功能的添加剂也较常见,例如糖精既可作为镀镍光亮剂,又是常用的应力消除剂;并且不同功能的添加剂也有可能遵循同一作用机理。
2.1 光亮剂电镀过程中,加入添加剂后可得到细致光亮的镀层。
这种添加剂称光亮剂。
光亮剂可分为以下三类:(1) 有明显表面活性的光亮剂:如十二醇硫酸醋钠(K-12),十六烷基三甲基甜菜碱(Am);聚氧乙烯(n)十二醇醚(n=15~20);聚氧乙烯(n)壬基酚醚(n=10或21);聚氧乙烯((n)蓖麻油;聚氧乙烯(n)二癸撑三胺(N)等。
(2) 有表面活性的光亮剂:它有表面活性但不明显,其溶液不能形成胶团,不能称为表面活性剂,可称表面活性物质。
如丙烯磺酸钠、低级胶与环氧氯丙烷缩合物、二甲氨基丙胺与环氧氮丙烷的缩合物、苯基聚二硫丙撑磺酸钠、炔醇、炔二醇及其环氧乙烷(环氧丙烷)加成物。
(3) 无表面活性光亮剂:这类光亮剂,没有表面活性。
镀液添加剂对镀层内应力影响的研究
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1.3 镀镍工艺流程及溶液配方条形片去除应力→单面绝缘→除油、水洗→镀镍水洗、吹干→弯曲度测量→镀层厚度测量→计算应力值。
镀液的组成及工艺条件分别见表1。
表1 镀镍溶液组成及工艺条件六水硫酸镍(NiSO 42无水硫酸钠(Na 2SO 4)50~55 g/L 硼酸(H 3BO 3)40~50 g/L SB-71半光镍开缸剂0.5~2 mL/L SB-72半光镍添加剂0.5~2 mL/L NS-AP 润湿剂0.5~2 mL/L pH 4.2~4.5温度45~50 ℃电流密度0.2~0.3 A/dm 2阳极镍板1.4 镀层内应力测试采用条形阴极法,条形阴极为100 mm ×15 mm ×0.1 mm 的铜片,在电阻炉中450 ℃保温2 h 去除铜片的加工应力,单面密封胶密封,经除油、水洗后,上端固定,下端为自由端,在一定条件下电镀后,取出试片,水洗吹干,利用标尺槽准确测量试片的偏转量,再利用分析天平得出电镀前后的重量差,计算平均镀厚,最后通过内应力计算公式计算内应力大小[4]。
这种条形阴极法测得的内应力是一个半定量性质的。
表达公式如下[5]:S =E *(t 2+dt )*R /(3dL 2) (1)0 引言在电镀过程中,由于金属的结晶有一定变形或有异相渗入会产生一定的内应力,这种现象在镀镍过程中尤为明显[1]。
镀层的内应力可分为两类:一类是使镀层本身体积有膨胀趋势的应力,称为压应力;另一类是使镀层体积有收缩趋势的应力,称为拉应力。
镀层的内应力在一定范围内使镀层的耐蚀性降低,尤其在内应力突变的部位,容易产生应力集中的腐蚀,当内应力较大时,还会使镀层出现起泡、开裂和局部脱落等现象,影响镀层的结合强度[2-3]。
在生产中,经常由于镀液温度、pH 值和添加剂等控制不当,使镀层聚集了过高的内应力,进而影响镀层的外观、耐蚀性和结合力。
本文重点研究了瓦特镀镍溶液中不同添加剂对镍层内应力的影响,为后续镀液维护提供依据,确保生产顺利进行。
糖精钠在电镀中的应用
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糖精钠在电镀中的应用
糖精钠是一种常见的人工甜味剂,它在电镀工业中也扮演着重要的角色。
下面我们将详细介绍糖精钠在电镀中的应用。
首先,让我们简要了解一下电镀。
电镀是一种常用的表面处理工艺,通过在金属表面涂覆一层金属薄膜来提高金属的耐腐蚀性、美观度和机械性能。
而糖精钠则作为电镀液中的添加剂,扮演着非常重要的角色。
一、糖精钠作为重要的络合剂
在电镀工艺中,经常需要使用一些络合剂来增加镀液的稳定性和镀层的均匀性。
糖精钠具有良好的络合性,可以与金属离子形成稳定的络合物,从而提高镀液的稳定性。
此外,它还可以抑制镀液中的杂质和氧化物的生成,保持镀液的纯净度。
因此,糖精钠在电镀过程中可以作为络合剂,提高镀层的质量和表面光滑度。
二、糖精钠作为草酸盐补充剂
在电镀过程中,草酸盐是一种常用的添加剂,可以调节镀液的酸碱度和电导率。
糖精钠可以作为草酸盐的补充剂,有效地调节镀液体系的酸碱平衡。
它能够保持镀液的稳定性并提高电流效率,从而获得更好的镀层效果。
三、糖精钠作为湿润剂
除了上述的功能,糖精钠在电镀中还可以充当湿润剂。
湿润剂可
以提高镀液与工件表面的接触性,从而增加镀液的渗透力和均匀性。
糖精钠具有良好的湿润性能,可以有效地提高电镀液的润湿性,使镀
液更好地覆盖在工件表面。
总结起来,糖精钠在电镀中的应用非常广泛。
它可以作为络合剂、草酸盐补充剂和湿润剂,发挥多种作用,提高电镀液的稳定性、镀层
的质量和表面光滑度。
对于从事电镀行业的人员来说,合理应用糖精
钠可以大大提高电镀工艺的效率和质量,值得我们认真研究和应用。
添加剂在镀黑铬溶液中的应用是什么?
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添加剂在镀黑铬溶液中的应用是什么?
黑铬镀层不是纯粹的金属铬,而且无定型的氧化物结晶,其金属铬含量只占镀层的50%-75%,其余为铬的氧化物。
镀黑铬的配方很多,有硝酸钠型、醋酸型、氟化物型和钒酸型等。
目前市场出现一些商品添加剂,添加剂多是组合型的,添加起来比较方便,同时稳定性也好。
一般黑铬添加剂含有:1.碳酸钡,用以除去铬酐中的硫酸根。
2.硝酸盐,适量的硝酸盐可提高镀层黑度,但必须控制上限,若过高会降低镀液的分散能力和覆盖能力,还能使镀层发脆。
3.氟硅酸,能提高镀液的分散能力和覆盖能力,并能提高镀层黑度。
但含量不足,镀层耐磨性差;过高则会使镀层发脆,甚至脱落。
4.偏钒酸胺,偏钒酸胺必须在硝酸盐存在下,才能起促进作用。
偏钒酸胺与硝酸根的比值1:1时最为合适,其含量超过硝酸根时,镀层发脆。
偏钒酸胺在镀液中很稳定,多是带出消耗,平均很少添加。
而硝酸根在电镀过程中是要消耗的,所以硝酸根的添加量非常重要。
酒石酸钾钠在电镀中的作用
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酒石酸钾钠在电镀中的作用1.引言1.1 概述酒石酸钾钠是一种常用的电镀助剂,广泛应用于电镀工艺中,具有重要的作用和功能。
电镀是一种通过在金属表面形成保护层或修饰层来改善其性能和外观的技术。
酒石酸钾钠在电镀中充当着多种角色,可以提高镀层的质量和性能,并增强金属基体与电镀层之间的附着力。
酒石酸钾钠具有一系列的基本性质,这些性质使它成为一种理想的电镀助剂。
首先,酒石酸钾钠具有良好的溶解性,能够在电镀液中均匀溶解,并能够与金属中的离子进行化学反应。
其次,酒石酸钾钠具有较高的稳定性,在电镀过程中能够稳定地存在,并保持良好的活性。
此外,酒石酸钾钠还具有较高的电化学活性,可在电极表面形成一层致密的保护膜,防止金属表面的氧化和腐蚀。
酒石酸钾钠在电镀过程中的应用广泛。
它可以作为镀液中的络合剂,与金属离子形成络合物,增强金属离子在电极表面的还原能力,有利于产生均匀、致密的金属镀层。
同时,酒石酸钾钠还可以调节镀液的pH值和电导率,控制电镀反应的速率和均一性,提高电镀层的质量和外观。
此外,酒石酸钾钠还可以减少电镀过程中的缺陷和杂质,提高电极的效率和镀层的附着力。
总之,酒石酸钾钠在电镀中扮演着重要的角色。
它通过优化电镀液的组成和性质,改善金属表面的镀层质量,并增强金属基体与电镀层之间的结合力。
随着电镀技术的不断发展,酒石酸钾钠的应用将进一步扩展,并在电镀过程中发挥更加重要的作用。
1.2 文章结构文章结构部分内容可以包括以下内容:2. 正文2.1 酒石酸钾钠的基本性质在这一部分,我们将介绍酒石酸钾钠的基本性质。
酒石酸钾钠是一种有机酸盐,化学式为KNaC4H4O6,具有透明结晶的特点。
它可溶于水,并呈现酸性。
酒石酸钾钠具有良好的稳定性,不易被氧化或分解。
此外,它还具有一定的电导率,在电解质溶液中可以导电。
了解这些基本性质对于理解其在电镀中的应用至关重要。
2.2 酒石酸钾钠在电镀中的应用在这一部分,我们将详细探讨酒石酸钾钠在电镀中的应用。
表面活性剂在电镀中的应用
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表面活性剂在电镀中的应用摘要:表面活性剂作为电镀中添加剂的一种,无论是离子型、还是非离子型表面活性剂,在电镀中起着不可缺少的作用。
表面活性剂除了用于脱脂、除油处理之外,在电镀中还有着广泛的应用。
表面活性剂的种类有:阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂以及阳离子型表面活性剂。
本文论述了它们的结构、性能、特点,并介绍了其在电镀生产中的作用及应用。
关键词:表面活性剂;电镀;应用前言:水溶液中的电沉积是发生在金属与电解质界面上的电化学反应,因此,界面性质和电解质溶液的组成对电沉积过程产生很大影响。
下面就表面活性剂在碱性除油中的应用、在酸洗和镀铬中的应用、镀液的润湿剂、光亮镀液中的光亮剂等电镀施工中的各种应用作一个简单的分析和阐述。
1.在碱性除油中的应用金属工件在电镀前,首先必须除油清洗,使之表面干净,否则,沉积层在表面结合不良,严重时甚至得不到沉积层。
典型的碳钢零件除油液配方:氢氧化钠20~309/L,磷酸三钠30~409/L,碳酸钠30~409/L,OP乳化剂1~29/L,30~50。
C。
工件表面的油污有动、植物油脂和矿物油类。
动、植物油脂在碱性溶液中可以发生皂化反应,形成水溶性的肥皂和甘油而去除;而矿物油或其他不皂化油则不能用碱使之化学分解,必须借助表面活性剂的作用才能从金属表面除去。
在除油过程中,表面活性剂分子首先吸附于油与溶液的界面上,油污在表面活性剂的亲油基和亲水基的作用下,再加上溶液的对流和搅拌作用,逐渐从金属表面脱离而进入溶液,呈极细小的球形成乳浊液。
当然,在使用乳化剂除油时,溶液的温度不能太高,否则表面活性剂会产生盐析现象而失去应有的作用。
2.在酸洗和镀铬中的应用当零件表面在去除氧化皮进行强腐蚀时,腐蚀过程中产生各种有害气体,气体在逸出时产生酸雾,对环境和设备影响很大。
若在酸洗槽中加入少量OP乳化剂后,酸洗溶液表面能产生一层泡沫,防止了酸雾的逸出。
在镀铬时电流效率极低(10%~15%),而且使用不溶性铅阳极,通电后两极产生大量的氢和氧,容易产生有害的铬酸烟雾。
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电镀添加剂的研究和应用(I)在含有被镀金属离子的电解质溶液(electrolyte,bath)中,以工件作为阴极(cathode),通常以被镀金属作为阳极(anode),通以直流电,使作为阳极的金属溶解进入镀液,镀液中的金属离子在阴极上沉积形成有具有一定装饰性(decorative)或功能性(functional)的金属或合金的工艺叫做电镀(electroplating,electrodeposition,plating)。
镀液中仅仅含有被镀金属的盐不能得到具有装饰性或功能性的镀层,必须在其中加入添加剂。
电镀添加剂(electroplating additives)是加入到电镀溶液中对镀液和镀层性质有特殊作用的一类化学品的总称。
它属于精细化学品(fine chemicals),在一些大型化工公司中,把它列入特殊化学品(specialty chemicals)。
1、电镀添加剂的分类和作用应用广泛的电镀工艺有镀锌,镀铜,镀镍,镀铬,镀银,镀锡,镀铜锌合金,(仿金电镀),铜锡合金,锌镍合金,镍铁合金等。
镀液有酸性,弱酸,碱性之分。
不同类型的电镀工艺只能加入不同种类的添加剂,因此电镀添加剂的种类十分复杂,给电镀添加剂的分类带出困难。
以下是本人根据电镀添加剂的对镀液和镀层和作用的不同所作的分类,不一定准确和全面。
(同时,本分类仅包括电镀液中的添加剂,不包括电镀的前处理,后处理,也不包括化学镀,阳极氧化等其他表面处理工艺。
)络合剂(complexing agent or chelating agant)电化学理论根据金属离子的交换电流密度I。
的大小(I。
表示电极存在的氧化反应和还原反应达到平衡时,即净反应速度为零时的氧化或还原反应速度或电流)将金属分为三类:第一类:I。
很大,10-10-3 A/dm2,过电位很小,为Pb2+、Cd2+、Sn2+、In3+等。
第二类:I。
中等,为10-3-10-8 A/dm2,过电位中等。
为:Cu2+、Zn2+、An3+、Bi3+等。
第三类:I。
很小,为10-8-10-15,过电位高,为:Co2+,Ni2+、Pt2+等。
只有第三类金属才能从其简单盐中电镀出致密的金属镀层。
第一、二类金属由于交换电流过大,过电位低,得到的是疏松镀层。
为了提高过电位,必须加入适当络合剂。
加入络合剂的作用是使金属离子形成稳定络合物,从而使金属离子还原的活化能较高,过电位增加,交换电流密度变小,从而形成致密的镀层。
影响络合效果的因素有络合剂种类,配位体和金属离子浓度,pH值等。
电镀中常见金属的络合剂有:Zn2+:OH-,P2O74+,CN-,HEPP(羟基乙叉二磷酸)Cu2+:CN-,P2O74+,HEDP,Cit3-,乙二胺等SN2+:BF-,H2NSO3OH,Cit3-Au:CN-,SO32-,Cit3-Ag:CN-,S2O32-表面活性剂(surfactant)表面活性剂具有降低表面张力的作用,润湿作用,乳化和增溶作用。
在电镀添加剂中通常作为光亮剂、防针孔剂、润湿剂、分散剂、增溶剂、抑雾剂等。
在酸性镀铜中,聚乙二醇是光亮剂的重要成份。
在镀镍中,十二烷基硫酸钠和乙基巳基磺酸钠是防针孔剂和润湿剂的主要成份。
在酸性镀锌中,OP或平平加既用作主光亮剂芐叉丙酮和邻氯荃甲醛的增溶剂和分散剂,又起着平滑镀层的作用。
在镀铬中,用含氟表面活性剂作为铬雾抑制剂。
主光亮剂( brightener)主光亮剂是指在电镀添加剂中产生光亮作用的主要成份。
不同镀种的主光亮剂不同。
但作为主光亮剂的物质通常分子量不大,用量较小,通常是醛类、酮类,含双键或三键的有机物,杂环化合物或一些金属元素。
酸性镀铜的主光亮剂有:乙撑硫脲,二硫苯骈咪唑,四氢噻唑硫酮等。
酸性镀锌的主光亮剂有:苄叉丙铜,邻氯苯甲醛等。
碱性镀锌的主光亮剂有:香苯醛,BPC。
镀镍的主光亮剂有:丁炔二醇和丙炔醇的醚化产物。
整平剂(levelling agent)整平剂与光亮剂的作用不同,后者的主要作用是提高镀层的光亮度但不一定能填平基体表面微观的凹凸不平。
而前者的作用主要是填平基体的微观凹凸不平但不一定具有明显的光亮作用。
例如:氰化光亮镀铜工艺可以获得光亮的镀层但不能填平基体表面存在的划痕,而半光亮镍电镀工艺得到的镍镀层呈乳白色,没有明显的光亮度,但镀层表面很细致均匀,在它的表面继续电镀光亮镍,起亮的速度很快。
物质的整平作用分为正整平,几何整平和负整平。
正整平:几何整平:负整平:大部分电镀工艺要求整平剂具有正整平作用,但对于表面有花纹的工件,为了避免电镀以后使花纹模糊不清,电镀添加剂中最好包含具有几何整平与呈负整平的物质。
电镀添加剂的研究和应用(II)2、镀镍添加剂的研究进展镍是一种机械性能和化学性能优良的金属,镀镍是一种应用广泛的工艺,所有组合性镀层中几乎都包含有镍层。
因此对镀镍工艺、添加剂和理论的研究最受到关注,取得的进展也最大。
初级光亮剂(primary brightener) 的作用和品种初级光亮剂的作用是细化晶粒,使镀层均匀。
但它产生压应力,用以抵消次级光亮所产生的张应力。
分子结构中含硫,夹杂在镀层中,使镀层的电位比纯Ni电位更负。
糖精:学名邻磺酰苯亚胺英文名:结构式:N - - HS可电离出H+,带酸性。
N - - Na+平常使用的是它的钠盐。
S用量:g/L其用量与次级光亮剂的种类和多少有关。
用量要足以抵销次级光亮剂的张应力。
消耗量:15-30 g/KAHBBI:学名:二苯磺酰胺英文名:bis(benzenesulfonyl)imide或:bisphellylsulphonylamine结构式:SO2NH SO2用量:~2 g/L消耗量:15g/KAH、次级光亮剂(second brightener)的作用和品种使镀层光亮,但产生张应力,与初级光亮剂配合得到高光亮度又应力低的镀层。
BEO:学名:丁炔二醇二乙氧基醚或:乙二氧基化丁炔二醇英文名:diethxylated结构式:HO-C2H4-O-CH2-C≡C-CH2-OC2H4-OH是丁炔二醇与2 mol环氧乙烷的反应产物用量:g/L消耗量:5g/KAHBMP:学名:丁炔二醇单丙氧基醚或:单丙氧基化丁炔二醇。
英文名:monopropoxylated 2-butyne-1,4-diol结构式:HO-CH2-C≡C-CH2-O-C3H9-OH是丁炔二醇与同摩尔的环氧丙烷的反应产物用量:g/L消耗量:8 g/KAHPAP:学名:羟丙基丙炔醇醚或:丙炔醇丙氧基醚英文名:propynol propoxylate结构式:CH≡C-CH2-O-C3H6-OH是丙炔醇与等mol的环氧丙烷反应产物用量:g/L消耗量:6 g/KAHPME:学名:羟乙基丙炔醇醚或:丙炔醇乙氧基醚英文名:propynol ethoxylateor hydroxyethyl propargyl ether321结构式:H-C≡C-CH2-O-C2H4OH丙炔醇与同mol环氧乙烷反应产物用量:g/L消耗量:4 g/KAHDEP:学名:二乙基丙炔胺英文名:N,N-diethy1-2-propyne(丙炔)-1-amine C2H5 1 2 3结构式:N-CH2C≡CHC2H5用量:g/L消耗量:g/KAHEAP:学名:二乙基胺基戌炔醇英文名:5-diethylamino-3-pentyne(戌炔)-2-ol C2H5 5 4 3 2 1结构式:N-CH2-C≡C-CH-CH3C2H5 OH用量:g/L消耗量:2 g/KAHMPA学名:二甲基丙炔胺英文名:结构式:CH3C-C≡CHCH3NH2用量:g/L消耗量:1 g/KAH整平剂的结构和性能PPS:学名:1-(3-磺丙基)-吡啶或:磺丙基吡啶甜菜碱甜菜碱的原意是指三甲铵乙内酯O(CH3)3N+-C2-C-O-后泛指由氮所组成的内脂英文名:1-(3-sulfopropyl)-pyridinium-betaine结构式: 1+-CH2-CH2-CH2-SO3用量:g/L消耗量:25g/KAHPHP或PPS-OH学名:N-(3-磺基羟丙基)吡啶甜菜碱英文名:N-(3-sulfo-2-hydroxypropyl)pyridinium betain结构式:+123-CH2-CH-CH2-SO3OH用量:g/L消耗量:25 g/KAHHD学名:已炔二醇英文名;1 2 3 4 5 6结构:CH2-CH-C≡C-CH-CH3OH OH作用:作为半光亮镍的弱光亮剂和整平剂。
a.Weak elass II brightenerb.Effective corrosion inhibitor for Aluminium in Solutions Containinghydrochloric or sulphuric acid用量:g/L消耗量:20 g/KAH、辅助光亮剂( auxiliary brightener) 的性能和品种辅助光亮剂的作用是提高低电位的光亮度,改善镀液对杂质的容允能力。
ALS:学名:烯丙基磺酸钠英文名:sodium allyl sulfonatesodium 2-propene(丙烯)-1-sulphonate3 2 1结构式:CH=C-CH2SO3Na用量:3-10 g/L消耗量:120g/KAHPS学名:炔丙基磺酸钠英文名:sodium 2-propyne(丙炔)-1-sulphonate结构式:HC≡C-CH2-SO3Na用量:g/L(5-150 mg/L)消耗量:12 g/KAHVS学名:乙烯磺酸钠英文名:sodium ethylenesulphonate或:sodium vinyl(乙烯基)sulfonate结构式:H2C=CH-SO3Na用量:2-4 g/L消耗量:40 g/KAHATP:学名:羰乙基硫脲甜菜碱英文名:carboxyethylisothiuronium betaine结构:H2N+ OC-S-CH2-CH2-CH2N O-用量:g/L消耗量:1 g/KAHAIS学名:羟乙基磺酸钠英文名:2-hydroxy ethansulfonate sodium salt结构式:HO-CH2-CH2-SO3Na作用:improres ductility in nickel brighteners用量:无消耗量:无、润湿剂(wetting agent) :消除氢气泡吸附在镀层表面所产生的针孔EHS:学名:乙基巳基硫酸钠英文名:ethylhexyl sulfate结构式:CH3CH2CH2 CH2CHCH2SO4NaC2H5浓度:38-40%pH:11-12比重:g/cm3用量:消耗量:ABP学名:磺基丁二酸(琥珀酸)辛酯英文名:sulfosuccinic acid ester sodium salt结构式:OH2C-C-OC8H17OH-C-C-OC8H17SO3Na电镀添加剂的研究和应用(III)3、电镀添加剂的作用机理电镀添加剂的研究就象大多数实验性的科学一样,实验走在前面,理论滞后。