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）引子

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钴的面上，在碱性溶液中常沉积一层富钴的钴——钨——磷三元合金。

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

速放出有刺激性气味的气体，在很长一段时间内刺鼻气味没有消失。当氨水浸没铜片后约三