無氰堿性鍍銅工藝及其電化學(xué)過程的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、由于氰化鍍銅液具有劇毒性,嚴(yán)重污染環(huán)境,開發(fā)能夠替代氰化鍍銅的無氰堿性鍍銅工藝一直是電鍍研究者的目標(biāo)。本課題的目的是研發(fā)出新的無氰堿性鍍銅工藝,適應(yīng)鐵基體上直接鍍打底或中等厚度銅層的需要,并對(duì)堿性鍍銅添加劑的作用和電沉積行為進(jìn)行理論探討,為堿性鍍銅的理論研究提供參考作用。 確定了一種新的酒石酸鹽單絡(luò)合體系堿性鍍銅工藝,其組成及工藝條件為:硫酸銅20~30g/L、酒石酸鉀鈉80~90g/L、三乙醇胺3~4mL/L、硝酸銨1.5g/

2、L、hg01添加劑0.5g/L、hg02添加劑1mL/L、硫酸鈉20g/L、pH10~11、溫度40~45℃、電流密度0.5~3.5A/dm2。采用SEM、AFM、XRD、電化學(xué)工作站和其它手段,檢測(cè)表明該工藝的相關(guān)鍍液及鍍層性能良好,適合于打底鍍層的需要。并探討了三乙醇胺、硝酸銨、hg01添加劑和hg02添加劑等四種添加劑對(duì)銅沉積過程的作用機(jī)理。 確定了一種新的檸檬酸鹽雙絡(luò)合體系堿性鍍銅工藝,其組成及工藝條件為:硫酸銅30g/

3、L、檸檬酸鈉147g/L、酒石酸鉀鈉45g/L、碳酸氫鈉10g/L、聚乙二醇0.2g/L、2-疏基苯并咪唑1.2mg/L、hg01添加劑1g/L、hg02添加劑1mL/L、硝酸鉀8g/L、pH=9、溫度45~50℃,電流密度1~10A/dm2。檢測(cè)表明該工藝的相關(guān)鍍液及鍍層性能優(yōu)異,可滿足打底或鍍中等厚度的要求。SEM和AFM觀察鍍層的微觀表面形貌表明銅結(jié)晶細(xì)致、成排均勻分布。XRD分析表明,銅鍍層厚度較薄時(shí)服從(111)和(220)晶

4、面擇優(yōu)取向協(xié)同生長的方式,而中等厚度鍍層趨向于(111)晶面擇優(yōu)取向生長。利用線性掃描法和計(jì)時(shí)電流法分別研究聚乙二醇、2-疏基苯并咪唑、hg01添加劑、hg02添加劑和硝酸鉀對(duì)電極過程和銅電沉積初期行為的影響,結(jié)果表明各種添加劑對(duì)陰極極化作用和峰電流走向不同,銅在電極表面沉積的初期行為受擴(kuò)散控制,符合三維連續(xù)成核的生長機(jī)理。還通過SEM觀察到,各種添加劑在不同電流密度處對(duì)鍍層微觀表面形貌的影響有很多區(qū)別。XRD進(jìn)一步考察添加劑對(duì)鍍層晶體

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