电镀铜实验报告

电镀铜实验报告

镀金在工业、装潢、艺术等诸多领域都有着重要的应用，但目前我国现有的技术，特别是工业上所使用的镀金技术都存在着高能耗、高污染、低效率的缺陷，造成能资源浪费、成本过高、环境污染等一系列问题，不利于建设资源节约型、环境友好型的社会，阻碍新型化工业的发展。

同时，我们小组的成员在生活中发现，有许多金属采用了镀铜技术，使金属更为美观、耐用。但经过上网搜索发现，绝大多数镀铜技术为有电镀铜，只能用于工业，对于小件金属镀铜显得太过复杂，出于为祖国科技发展贡献力量的热情，同时也出于个人兴趣以及自我提高、自我充实的目的，我们小组设计实验，探寻节能、简便、实用、可行，更适合于在生活中应用的无电镀铜技术。

二、课题研究的目标：

对无电镀铜的方法有所了解，用简易工具、原料，探寻无电镀铜的方法：在铁钉、刀片等金属上镀上一层铜膜。同时在传统镀铜工业的基础上，增

进知识，做一个有心的化学学习者。

三、课题的新颖性：

出于对化学学科的浓厚兴趣，小组成员主动提出探究镀铜的方法，在课题研究的过程中打破了传统镀铜思想的束缚，自己动手做试验，并大胆提出问题与猜想，用一种全新的理念思考问题，另辟蹊径，探寻新思路、新方法。

四、可行性分析：

运用电镀的原理，设计了实验，该实验遵循科学性、可行性，小组成员自备实验器材与相关药品，比如常见金属铜、铁，普通家庭中易获得的食盐，白醋等进行实验，简便可行。

五、课题研究方案（内容、方法、途径）：

1.通过高一第一学期对金属的学习，小组成员

对于镀金属的方法产生了浓厚的兴趣

2.小组成员通过图书馆，网络等多方面途径，

查阅大量资料，搜集和积累有关文献，对每

一种传统镀铜方法进行细致、全面的评价。

3.大家齐心协力经过严密的讨论，设计了实

验。

4.按照设计的实验，自备实验药品，请教化学

老师，作了充分的准备工作，自己动手。

5.在实验后，大家撰写论文和实验报告，亲身

感受无电镀铜的优点与化学的神奇魅力。

六、论文：

对无电镀铜”的研究

（一）弓厅

无论是从化学还是生活的领域上说，我们对铜并不陌生。铜是人类最早发现的古老金属之一,早在三千多年前人类就开始使用铜。自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的，这种矿石含铜量极

低，一般在2-3%左右。铜具有许多可贵而优异的物理化学特性和奇妙的功能，不但为人类社会的进步作出了不可磨灭的贡献，而且随着人类文明的发展不断开发出新的用途。

从化学1中，我们已学了不少关于铜的化学知识。铜的性质，特征，种类及冶炼方法。我们知道了铜的热导率很高，化学稳定性强，抗张强度大，易熔接，且有很好的抗蚀性、可塑性、延展性。而常见的铜，有黄矿铜，孔雀石等。至于冶炼铜的方法，我们已学了电解法（电解氯化铜溶液），湿法炼铜，生物炼铜和粗铜的精炼等。

那么，如何用简便的方法镀铜，以此来应用于我们的生活中呢？经过化学课上的学习，本化学小组对镀铜产生了浓厚的兴趣，大家共同合作进行了深入的探究。

（二）传统镀铜方法

一般来说，现在所使用的传统镀铜方法有非金属流液镀铜法，无氰镀铜液及无氰镀铜法，通路孔镀

铜法，小直径孔镀铜法，不溶阳极电镀铜

法，半导体活化材料化学镀铜法，非水体系储氢合金粉的化学镀铜法，绝缘瓷套低温自催化镀铜法，碳纤维均匀镀铜工艺，陶瓷玻璃常温化学镀铜法等。

由于涉及专利问题，以上镀铜方法均不能找到详细过程。但是我们在探究的过程中发现，以上这些镀铜方法往往耗资巨大，因为大多镀铜工艺适用于工业，因此在操作过程中具有一定危险性与困难性，也曾发生过在镀铜工艺过程中工作人员中毒的事件。因此，探究新的，更安全，更合理，更简便的镀铜方法也是科学家们迫在眉睫的研究问题。

（三）关于无电镀铜

此为日本东京株式会社日矿材料申请的专利。一种无电镀铜溶液，其特征在于与第一还原剂一起使用作为第二还原剂的次磷酸或次磷酸盐，并同时使用抑制铜沉积的稳定剂。第一还原剂包括福尔马林和二羟乙酸，次磷酸盐包括次磷酸钠、次磷酸钾和次磷酸铵。抑制铜沉积的稳定剂包括烟酸、硫

脲、2-巯基苯或巯基乙酸。在较难发生镀敷反应的镜面（例如半导体晶片等）上无电镀铜时，该无电镀铜溶液可以在降低的温度下上实现均匀镀敷。

铜金属的无电电镀制成的阻挡层沉积能给人们带来很多好处。它适应集约型工业的特点，环保安全，适合科技工作者的研究与工业上技术的进一步革新；在工业上有广泛应用，如上图所示，它可作为电镀铜的有效补充，是高新工艺的重要组成部分。据乐观估计，未来在镀铜工业上无电镀铜将会有更广阔的发展前景。

无电镀铜的优点中，有对双向导电的选择性，有再沉积一种无定形合金的可能性，有通过加入一种第三组份而使二元合金的性质增强化的好处，有高可靠性和低成本费用。在集成电路的结构中在铜和钻的面上，在碱性溶液中常沉积一层富钻的钻一^ —确三元合金。合金中磷的成分较高（以重量计约11 %）,低的第三组份钨（约以重量计占2%）。

以无电镀铜膜作为后续电镀铜的晶种层，得到纯

度相当高，表面粗糙度低，电阻系数低，残留应力低，填充能力极佳的铜金属内连线，具有绝佳的平整度与良好的阶梯覆盖性，

铜镀层与

几何结构一致成份纯且均匀，此一整合性低温电化学镀铜法，非常适合作为下一时代90 nm 以下超大型积体电路中金属内连线之使用。

（四）探究无电镀铜的实验

［实验目的］探究学生利用日常材料进行无电镀铜的可行性

［实验原理］

所谓电镀，就是应用电解原理，在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。

［关于实验的猜想与问题］

1.铜片在氨水中浸没时与在玻璃罐中时的状态

是否相同？

2.在将铜片放入溶液中后，为什么铜绿会消

失，铜片会露出金属的本色，而铜片表面又

为

什么会有气泡产生？

［实验时间］2007年2月2日下午第四节课

［实验场所］效实中学化学实验室

［实验用品］

氨水、铜片（约20枚）、盘子、足量餐巾纸、百洁丝、铁钉（约4枚）、足量食盐、足量白醋，茶匙，玻璃罐2个，盘子2个，纸巾若干

［实验步骤］

1、取20枚铜片及足量餐巾纸，准备好盘子放于通风处，先将几层纸巾均匀平铺于盘子上，然后将铜片均匀置于餐巾纸上。

2、将氨水淋在铜片上，使得铜片刚好浸没在氨水中，晾干。观察到氨水在倒入盘子后迅速放出有