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氰化镀银工艺由于存在危险剧毒品和环境污染问题,利用无氰镀银工艺取而代之已经迫在眉睫。然而目前国内所存在的无氰镀银工艺均存在着一定缺陷,无法推广生产,因此,近年来无氰镀银又成为电镀研究领域中的热点之一。本文对直流无氰镀银工艺进行了深入的探讨;在此基础上添加脉冲,获得了最优的工艺条件,并与氰化镀银进行了简单的对比。
文中首先叙述了无氰镀银工艺的发展历史及研究现状,通过对现有无氰镀银体系的介绍,指出了无氰镀银工艺的前景及研究方向。
其次,本文根据电镀理论和脉冲理论,指出了影响电极过程和电结晶过程的主要参数一超电压在实际工作中的重要作用,并以此理论为依据,通过极化曲线、霍尔槽试验、镀速测试,考察了镀液中不同络合比、银离子、导电盐、pH、温度等多个因素对镀层及镀液性能的影响,从而找出了一个比较可行的工艺配方,如下:
丁二酰亚胺:100-130 g/L pH:8-10甲基磺酸银:70-90g/L 电流密度:1.0-2.0 A/dm<2>碳酸钾:10-20 g/L 常温,机械搅拌由于直流电镀的局限性以及该工艺中镀层较易发黄的缺陷,本课题随后在脉冲电沉积条件下探讨了电解液中各成分和工艺条件对银镀层表面形貌、结合力以及抗变色性能的影响,在此基础上采用正交试验法,以镀层显微硬度为指标,优选了脉冲镀银参数,确定了丁二酰亚胺.甲基磺酸银体系脉冲光亮镀银的最佳工艺条件:pH为8.5,电流密度为1.8 A/dm<2>,占空比为10%,周期为5ms,镀液温度控制在常温下,采用机械搅拌方式,转速约为180转/min。
并由此得出了直流银镀层与脉冲银镀层的对比结果:
(1)霍尔槽试验表明脉冲电镀光亮区间略小于直流电镀,但镀液分散性稍好于直流电镀。
(2)X-衍射结果表明脉冲获得的银镀层也面心立方结构(fcc),晶粒直径小于直流镀层。
(3)脉冲电沉积获得的银镀层结合力良好,表面形貌、抗变色性及显微硬度等均优于直流电沉积获得的银镀层。
最后本文将该工艺与普通氰化物镀银的成本作了一个简要的对比:若不包括添加剂,该体系镀液成本略高于普通氰化物镀液体系,主要是镀液中银离子浓度不同所致。
总的来说,该研究体系镀液无毒,利于环保,顺应了镀银工艺的发展趋势,具有良好的综合工艺性能,适合于紫铜基体零件的直接电镀。镀液及镀层的整体性能接近甚至超过氰化镀银,有很好的工业应用前景。
本课题的研究顺应了镀银工艺的发展趋势,为当今电镀行业的“清洁生产”给出了更广阔的选择范围。