化学镀工艺参数对镀层的影响

    化学镀工艺参数对镀层的影响

    影响镀液性能和镀层质量的主要因素有镀液组成及镀液pH值、镀覆温度等，当改变主盐、还原剂的浓度以及温度、装载量时,化学镀镀层外观、镀速和镀液稳定性将发生较大变化。

    1镀液pH 值

    镀液pH 值是最重要的反应控制条件;pH 值过低还原剂还原能力不强, 金属沉积速度慢;但过分提高pH值会加速还原剂的自然分解,副反应增多, 产生金属的氢氧化物沉淀变浑浊，缩镀液使用寿命，也会减缓金属沉积速度。镀液pH值可用氢氧化钠、盐酸或者浓氨水调节。

    2 镀覆温度

    温度是影响镀速的重要工艺参数。化学镀Cu 的适宜温度为15℃～ 35℃, 过低反应变慢, 过高会使镀液的稳定性下降.实验表明，因此应严格控制温度范围。在其他条件不变的情况下，温度对沉积速度影响很大，温度愈高，沉积速度愈快。但温度大于30℃时，镀液会发生自分解;温度过低时化学镀几乎不能进行。温度过高会大大降低镀液稳定性,尤其当加热不均匀、温度变化大且pH 值偏高时更为严重,故施镀过程中要求强力搅拌。温度低于80 ℃时,随着温度的增加,镀层厚度和沉积速率均增加;但温度超过80 ℃时,镀液稳定性下降,开始自分解,有单质铜析出,按镀层厚度计算的镀速便减小。若温度波动过大，将影响碳粉与镀层的结合强度。温度的影响：碱性化学镀镍由于配方不同，温度高低也不一样，要根据被镀材料类型选取工作温度。对石墨粉末而言，溶液温度升高确实能提高反应速度和沉积速度，但是，由于石墨粉末和碳纤维粒径小，质量轻，反应速度高会使其漂在溶液表面，造成单分子颗粒表面镍沉积不均匀现象，因此，本实验温度不能过高。经过多次对比试验，确定温度应控制在不大于40℃，使反应能较缓慢地进行。

    3 搅拌间歇时间、搅拌速度

    由于石墨粉末非常细，颗粒只有5一20 um，因此，搅拌速度过小时，它易在溶液表面聚集成团，不易分散，影响单分子镀覆效果;搅拌速度过大，虽然可以使材料充分分散于溶液中，但同样会影响镍的沉积，而且还会加速镀液的自然分解，因此，搅拌速度一般控制在350一400 r/min o

    实验表明，若搅拌时间间歇太长，则碳粉易结块和粘在槽底;若搅拌时间间歇太短，则碳粉与镀层结合不好，铜易从碳粉表面脱落，同时导致镀层致密性下降。本实验搅拌时间间歇以5分钟 为宜。施镀时，采用电磁搅拌方式，搅拌速度控制在200一300 r/min o3

    设计了一套较为简单的化学镀设备,该装置改变了传统化学镀的搅拌方式,使陶瓷颗粒的大部分时间处于悬浮状态. 改善了传统搅拌方式引起的氢气难以逸出、颗粒长时间与槽底部接触,容易在槽底沉积镍层,降低镀液稳定性差等问题.

    4 镀件基体装载量

    粉末、颗粒、纤维状镀件基体进行化学镀时，镀件添加于镀液中的装载量必须严格控制。装载量小生产效率低，过低的装载量还易导致镀液自分解。随着镀件装载量的升高，施镀面积增大，镀液负担加重，反应趋缓;添加量过大时，不但易造成单分子镀覆效果低，还会加速镀液的自然分解。因此，一般其添加量控制在质量15～20g/L(或体积6.7～10dm2/L)范围内为宜。

    5 镀件单体粒径

    粉末、颗粒、纤维状镀件基体较大的比表面积使镀液不稳定，不同粒度镀件所导致的镀液不稳定性程度不同，因此针对不同粒度镀件的镀覆反应温度也相应变化。一般而言，镀件粒度越细则其比表面积越大，导致镀液越不稳定，镀液分解温度越低，则施镀温度也就相应越低。在同一温度下，镀件具有的巨大比表面能使镀液的自催化反应的驱动力增大，化学反应更易发生，因而其镀速也因液固界面面积增大而加快;镀件粒度越细，镀速越快，但镀层色泽差;镀件粒度下降，还会造成镀层覆盖率(95%左右,无镀层为2 %～5 %左右,镀层厚度为2. 5～3μm。)下降;镀层磷含量随pH值增大而降低。

    

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