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宁波化学镀镍工艺流程
& & 金是一种被广泛应用的处理表面原理,所得镀层具有优良的平整度和可焊性其工艺发展已经相当成熟。在化学镀镍金工艺调控中,温度的控制关系到镀速镍层与金层的合理厚度和厚度均匀性等问题。通过选用良好的温度控制设备,提高温度控制的精确度和灵敏度来提高镀槽温度场的均匀性,能明显提高化学镀镍金的品质。 化学镀镍金工艺出现渗金漏镀的原因是多方面的,控制好活化缸和镍缸是提高化学镀镍金品质的关键,而温度控制又是关键中的关键 在化学镀镍金工艺中,镀层的焊接性能是由镍层来体现。镍层厚度在3~5μm之间,磷的质量镀层焊接性能较好。金层主要起到保护作用,金层厚度不能过高,温度是影响化学镀反应活化能的主要参数,也是影响酸性化学镀沉积速率的主要因素之一。从宁波化学镀镍工艺流程可以看出,温度控制对获得颜色稳定、光亮度好、平整、可焊性良好的镍、金镀层至关重要。化学镀镍由还原剂提供电子进行还原反应,镍首先围绕Pd的活性中心沉积出来,先沉积出来的镍具有自催化作用,随时间延长,镍厚度不断增加。镍槽中的溶液是多组分的。
& &宁波化学镀镍工艺流程一、通常使用酸性镀液体系,其中包括镍盐(硫酸盐、氯化物),还原剂(次磷酸钠或硼氢化物)[8],配位剂(柠檬酸、乙酸、琥珀酸、丙酸或乙醇酸),稳定剂(重金属盐、硫脲、氟化物)[9]。化学镀镍对药水成分范围要求严格,生产过程中必须每班分析化验两次,并需不断补加还原剂。镀镍槽液pH、温度对镍层厚度影响较大,温度越高,镀速越快。镀厚层时,使用低温以获得致密的镀层。化学镍镀液对很多化学成分都敏感,工艺中要防止杂质进入镀液,基板进入化学镀槽前也应仔细水洗。化学镀金分置换型和还原型两类。置换金也叫浸金,是利用金和镍的电位差(金标准电位为1168 V,镍标准电位为20.25 V[7]),使镍将金从镀液中置换到镍层表面的过程,厚度0.1μm左右;还原型化学镀金,又称白催化镀,含有还原剂,可以沉积出较厚(1μm左右)的镀金层。化学镀金液组成一般包括:金盐、配位剂、还原剂、稳定剂,此外还有一些镀层表面改善剂、表面活性剂等。为保证可焊性及延展性,镀金后应充分水洗,并完全干燥,特别是孔内须完全干燥。此外,化学镀镍与浸金之间的转移时间要尽量短,否则会使镍层钝化,导致浸金不均匀及结合力差。
& & &宁波化学镀镍工艺流程二、这实在是电解抛光行业的抛光的机遇,也是挑战。如何应对机遇和挑战,我们采访了中国表面处理协会,著名的天使投资人,网络营销专家甘先生建,希望能够得到我们想要的东西。甘健首先从专业的角度对记者的抛光知识的普及,让记者受益。抛光的方法主要是化学抛光,电化学抛光,电解抛光和其他混合抛光。抛光等级五级,1级:白色的薄膜,表面无光泽;2级:轻小,看不见的轮廓;3级:光是好的,可以看到轮廓;表面光,更清楚地看到大纲(表面质量的抛光值得);5:明亮的镜子。然后,甘先生建认为:供应和需求之间的关系是一个产业快速发展的条件。目前,市场需求巨大,但供给不足,尤其是核心技术,企业的优秀品质的不在少数,品牌行业整体缺乏。在需求阶段,发展前景看好的抛光电解抛光产业,这是毫无疑问的。但如何保持健康产业,不乱和可持续发展,需要对工业企业的共同努力,尤其需要投吹毛求疵的研发精神,进一步提高抛光工艺,降低成本,解决客户的实际问题,严把质量关。记者了解到,宁波电解抛光市场前景为国内深孔研磨行业的领导者。
& &宁波化学镀镍工艺流程三、相对传统加工和其他优势特种加工技术而言,电解加工的基础理论较为薄弱,工艺技术尚未成熟。正因如此,其有待研究、开发的空间也更为广阔。近期,电解加工工艺技术研究涉及的方向主要集中在微秒级脉冲电流加工、微细加工、数控展成加工、加工间隙的检测与控制及磁场对电解加工的影响等重点领域。首先不锈钢电解抛光主要是一种电化学抛光,是通过腐蚀的原理而产生的亮度,因为腐蚀的的过称中突出的地方会先腐蚀,从而达到抛光的效果。抛光速度快,大概相当于同等时间里5个人工抛光的效率。不锈钢电解抛光具有均匀,可以跑到人工抛不到的位子,实现全方位抛光,内壁抛光等。电解抛光具有环保,人工抛光对工人身体影响还是很大的,没天要直接吸入很多重金属。电解抛光设备生产陈本非常低,前期头如大概是手动的一半成本。主要用于不锈钢医疗器材配件电解抛光,不锈钢手机壳电解去毛刺,不锈钢手表壳去毛刺,各种不锈钢冲压件去毛刺,电解去焊吧等。广泛被用于医疗,电子,航天,新材料的研究。 宁波电解抛光市场前景方向主要由电解主机,电解槽,电极,导线,加热装置,温控显示,挂具,时间报警等组成。
& &宁波化学镀镍工艺流程四、化学镀的镀层有其独特的物理化学性能,而且化学镀的自动化程度正在逐渐提高,成本已大大下降,这样使化学镀在工业生产中获得了广泛应用。首先,化学镀镍不受镀件形状的影响,对于具有复杂形状的仪器零件、管道或容器的内壁、特殊条件下的阀和搅拌器等都能提供非常均匀的镀层。这是电镀和其它精饰方法难以达到的,而且化学镀镍生产设备较电镀简单,操作方便,所以化学镀镍广泛地被应用于制造各种化工设备。其次,由于化学镀镍有优异的耐磨性能和耐腐蚀性能,化学镀镍又用于制造手术刀和缝合器等医疗器械、航天航空器发动机的零件、轴和滚筒类的零件、石油生产精炼设备和石油化工仪器以及军用轻武器,汽车工业中也正在用化学镀镍逐渐取代硬铬和装饰铬制造发动机汽缸、活塞等易磨损部件。第三,化学镀镍的均匀厚度和始终如一的电热性等物理性能,还决定了化学镀镍在电子工业上的广泛用途,以提高电子元件的可靠性。另外,目前计算机生产中硬盘、驱动器、软盘、光盘、打印机鼓等绝大部分都采用化学镀镍。
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镀铜的工艺过程!
通过化学反应对金属实施镀铜表面处理!
PCB化学镀铜工艺流程解读(一)
  化学镀铜(Eletcroless Plating Copper)通常也叫沉铜或孔化(PTH)是一种自身催化性氧化还原反应。首先用活化剂处理,使绝缘基材表面吸附上一层活性的粒子通常用的是金属钯粒子(钯是一种十分昂贵的金属,价格高且一直在上升,为降低成本现在国外有实用胶体铜工艺在运行),铜离子首先在这些活性的金属钯粒子上被还原,而这些被还原的金属铜晶核本身又成为铜离子的催化层,使铜的还原反应继续在这些新的铜晶核表面上进行。化学镀铜在我们PCB制造业中得到了广泛的应用,目前最多的是用化学镀铜进行PCB的孔金属化。PCB孔金属化工艺流程如下:
  钻孔→磨板去毛刺→上板→整孔清洁处理→双水洗→微蚀化学粗化→双水洗→预浸处理→胶体钯活化处理→双水洗→解胶处理(加速)→双水洗→沉铜→双水洗→下板→上板→浸酸→一次铜→水洗→下板→烘干
  一、镀前处理
  1.
  钻孔后的覆铜泊板, 其孔口部位不可避免的产生一些小的毛刺,这些毛刺如不去除将会影响金属化孔的质量。最简单去毛刺的方法是用200~400号水砂纸将钻孔后的铜箔表面磨光。机械化的去毛刺方法是采用去毛刺机。去毛刺机的磨辊是采用含有碳化硅磨料的尼龙刷或毡。一般的去毛刺机在去除毛刺时,在顺着板面移动方向有部分毛刺倒向孔口内壁,改进型的磨板机,具有双向转动带摆动尼龙刷辊,消除了除了这种弊病。
  2.
整孔清洁处理
  对多层PCB有整孔要求,目的是除去钻污及孔微蚀处理。以前多用浓硫 酸除钻污,而现在多用碱性高锰酸钾处理法,随后清洁调整处理。
  孔金属化时,化学镀铜反应是在孔壁和整个铜箔表面上同时发生的。如果某些部位不清洁,就会影响化学镀铜层和印制导线铜箔间的结合强度,所以在化学镀铜前必须进行基体的清洁处理。最常用的清洗液及操作条件列于表如下:
清洗液及操作条件
碳酸钠(g/l)
磷酸三钠(g/l)
OP乳化剂(g/l)
氢氧化钠(g/l)
金属洗净剂(g/l)
处理时间(min)
空气搅拌机械移动
空气搅拌
机械移动
机械移动
  3.
覆铜箔粗化处理
  利用化学微蚀刻法对铜表面进行浸蚀处理(蚀刻深度为2-3微米),使铜表面产生凹凸不平的微观粗糙带活性的表面,从而保证化学镀铜层和铜箔基体之间有牢固的结合强度。以往粗化处理主要采用过硫 酸盐或酸性氯化铜水溶液进行微蚀粗化处理。现在大多采用硫酸/双氧水(H2SO4/H202 )其蚀刻速度比较恒定,粗化效果均匀一致。由于双氧水易分解,所以在该溶液中应加入合适的稳定剂,这样可控制双氧水的快速分解,提高蚀刻溶液的稳定性使成本进一步降低。常用微蚀液配方如下:
  硫 酸H2SO4        150~200克/升
  双氧水H202        40~80毫升/升
常用如下:
  稳定剂    铜      H202
  C2H5NH 2    10g/l     28%         1.4mg/l.min
  n-C4H9NH2   10ml/l     232%        2.7 mg/l.min
  n-C8H17NH2   1 ml/l     314%         1.4mg/l.min
  H2NCH2NH2    10g/l               2.4 mg/l.min
  C2H5CONH2   0.5 g/l     98%           /
  C2H5CONH2   1 g/l      53%           /
  不加稳定剂    0      100%        快速分解
  我们以不加稳定剂的蚀刻速率 为100%,那么蚀刻速率大于100%的为正性加速稳定剂,小于100%的为负性减速稳定剂。对性的加速稳定剂不用加热,在室温(25度C)条件下就具有较高的蚀刻速度。而负性减速稳定剂,必须加热使用才能产生微蚀刻铜的效果。应注意新开缸的微,开始蚀刻时速率较慢,可加入4g/l或保留25%的旧溶液。
  二、活化
  活化的目的是为了在表面上吸附一层的,从而使整个基材表面顺利地进行反应。常用的活化处理方法有敏化—活化法(分步活化法)和活化法(一步活化法)。
  1.敏化-活化法(分步活化法)
  (1)敏化处理   常用的敏化液是的水溶液。其典型配方如下:  氯化亚锡(Sncl2.2H2O)    30~50g/L               50~100ml/L  锡粒             3~5g/l  配制时先将水和盐酸混合,然后加入氯化亚锡边搅拌使其溶解。锡粒可防止Sn2+。  敏化处理在室进行,处理时间为3~5min,水洗后进行活化处理。
  (2)活化处理  常用的活化液是的溶液,其典型配方如下:
  氯化钯pdCl20.        5~1g/L  盐酸             5~10ml/L
  -室温,处理1~2min
  敏化-活化法的和艺简单,在早期的孔工艺中曾得到广泛应用。这种方法有二个主要缺点:一是孔金属化的低,在化学镀铜后总会发现有个别孔沉不上铜,其主要有二个方面的原因,其一是Sn+2玻璃的表面不是很强,其二是Sn+2很易氧化特别是敏化后水洗时间稍长,Sn+2被氧化为Sn+4,造成失去敏化效果,使孔金属化后个别孔沉不上铜。二是化学镀铜层和的差,其原因是在活化过程中,活化液中和铜箔间发生,在铜表面上形成一层松散的金属钯。如果不去除会影响沉铜层和铜箔间的结合强度。在多层连接以及图形法工艺中,这种缺陷已经成为影响印制板质量主要矛盾,现在是用离子钯分步活化法来解决这些问题,现在用得也比较少。
  2.钯活化法(一步活化法)
  (1)配方
  常用的胶体钯活化液配方列于表
胶体钯活化液配方及
(37%)(g/L)
  采用胶体钯活化液能消除铜箔上形成的松散催化层,而且胶体钯活化液具有非常好的活性,明显地提高了化学镀铜层的质量,因此,在PCB的孔金属化工艺中,得到了普遍应用。
  表中的配方1是酸基胶体钯,由于其盐酸含量高,使用时大且太强对黑的多层
连接盘有现象,在焊盘处易产生内层。活化液中钯含量较高,溶液费用大,所以已很少采用。配方2是盐基胶体钯。在盐基胶体钯活化液中加入,可以和Sn2+           O
           ‖
形成稳定的[H2NCNH3]SC1-3,防止了产生沉淀,明显地降低了盐酸的挥发和Sn2+离子的氧化,从而提高了胶体钯活化液的稳定性。
  (2)胶体钯活化液的配制方法
酸基胶体钯活化液—称取1g氯化钯溶解于100ml盐酸和200ml的混合液中,并在恒温持30℃,边搅拌边加入氯化亚锡(SnCl2o2H2O)2.54g搅拌12min,然后再与事先配制好的氯化亚锡60g、盐酸200ml和锡酸钠7g的混合液溶解在一起,再在45℃的恒温水浴条件下保温3h,最后用水稀释至1L即可使用。
盐基胶体钯活化液-称取氯化钯0.25g,加入200ml,盐酸10ml,在30℃条件下搅拌,使氯化钯溶解。然后加入3.2g氯化亚锡并适当搅拌,迅速倒入事先配制好的含有尿素50g、氯化钠250g、锡酸钠0.5g和水800mL的混合溶液中,搅拌使之全部溶解,在45℃条件下保温3h,冷至室温,用水稀释至1L。
  (3)胶体钯处理工艺
采用钯活化液按下述程序进行:
  预浸处理→胶体钯活化处理→水洗→解胶处理→水洗→→
预浸处理-经过粗化处理的箔板,如果经水洗后直接浸入胶体钯活化液中进行活化处理,将会使活化液中的含水量不断增加,造成胶体钯活化液过早。因此,在活化处理前要先在含有Sn2+的酸性溶液中进行预浸处理1~2min,取出后直接浸入胶体钯活化液中进行活化处理。配制时应首先将与水相混合,然后再加入SnCl2o2H2O ,搅拌溶解,这样可防止SnCl2水解。
  酸基胶体钯预浸液配方:
    (SnCl2.2H2O)       70~100g/L
    盐酸37%(体积)       200-300ml/L
    盐基胶体钯预浸液配方:
    SnCl2.2H2O          30g/L
    HCl             30ml/l
    NaCl            200g/l
    ║
    H2N-C-NH2         50g/l
活化处理-在室温条件理3~5min,在处理过程中应不断移动覆铜箔板,使活化液在孔内流动,以便在孔壁上形成均匀的催化层。
解胶处理-活化处理后,在表面吸附着以钯为核心,在钯核的周围,具有碱式锡酸盐的胶体化合物。在化学镀铜前,应将碱式锡酸盐去除,使活性的钯晶核充分暴露出来,从而使钯晶核具有非而均匀的活性。经过解胶处理再进行化学镀铜,不但提高了胶体钯的活性,而且也显著提高化学镀铜层与基材间的结合强度。常用的解胶处理液是5%的水溶液或1%水溶液。解胶处理在室温条件下处理1~2min,水洗后进行化学镀铜。
胶体铜活化液简介:
             2g/l
  CuSO4.5H2O         20g/l
  DMAB(基)   5g/l
            10 g/l
  钯            20ppm
  PH            7.0
  配制过程: 首先分别将明胶和用温水(40度C)溶解后将明胶加入至硫酸铜的溶液中,用25%H2SO4将PH值调至2..5当温度为45度C时,将溶解后DMAB在搅拌条件下缓慢加入上述的混合溶液中,并加入去稀释至1升,保温40~45度C,并搅拌至反应开始(约5~10分钟)溶液的颜色由蓝再变成绿色。放置24小时颜色变成红黑色后加入水合肼,再反应有24小时后的PH值为7,就可投入使用。为了提高胶体铜的活性,通常再加入少量的钯。
PCB解读(二)
三、化学镀铜  1. 化学镀铜液  目前应用比较广泛的配方是下表所列举的几种使用不同分类的化学镀铜液,表中配方1为洒石酸钾钠络合剂,是化学镀铜液的操作温度低,使用方便,但稳定性差,层大,镀铜时间要控制适当,不然由于脆性的镀铜层太厚会影响与的结合强度。配方2为EDTA·2Na络合剂,其使用温度高,沉积较高,镀液的稳定性较好,但成本较高。配方3为双络合剂,介于两者之间。  
常用的化学镀铜溶液及
EDTA二钠盐(g/L)
aa′-联(g/L)
工作温度(℃)
沉积速率(um/h)
PH值;操作条件
12~13;空气搅拌连续过滤
12~12.5;空气搅拌连续过滤
12~13;空气搅拌连续过滤
≤2  2. 化学镀铜溶液的稳定性  (1)化学镀铜溶液不稳定的原因  在存在的条件下,化学镀铜的主要反应如下:     在化学镀铜溶液中除上式的以外,还存在以下几个。  a. 甲醛的-在浓碱条件下,甲醛一部分被成为,另一部分被还原成,反应式为     甲醛的歧视化反应除造成甲醛过量的消耗外,还会使镀液过早的"",使镀液不稳定。  b. 在镀铜溶液中,甲醛还原一部分Cu2+为Cu+,其反应式为     反应式(5-3)所生成的Cu2O在碱性溶液中是微溶的:  Cu2O+ H2O ===2Cu++2 OH-- (5-4)   反应(5-4) 中出现的铜Cu+非常容易发生歧化反应  2Cu+=== Cu0↓+ Cu2+ (5-5)  反应式(5-5)所生成的铜是极细小的微粒,它们无规则地分散在化学镀铜液中,这些铜微粒具有,如果对这些铜微粒不进行控制,则迅速地导致整个镀液分解,这是造成化学镀铜液不稳定的主要原因。
(2)提高溶液稳定性的措施  a. 加所加入的稳定剂对Cu+有极强的能力,对溶液中的Cu2+络合能力较差,这种溶液中的Cu+离子不能产生,因而能起到学液的作用。所加入的稳定剂一般是含硫或N的化合物。例如:a,a′联、,2,9二甲基邻菲、、2-苯骈等。  b. 气搅拌化学镀铜过程中,用空气搅拌溶液,在一定程度上可抑制Cu2O的产生,从而起到稳定溶液的作用。  c. 连续过滤用5μm的连续过滤化学镀铜液,可以随时滤除镀液中出现的活性颗粒物质。  d. 加入掩蔽铜颗粒很多含有、醚基高分子化合物能吸附在铜的表面上。这样,由于Cu2O的歧化反应而生成的铜颗粒,在其表面上吸附了这些高分子化合物之后就会失去催化性能,不再起分解溶液的作用。最常用的高分子化合物有、聚乙二醇等。  e. 控制工作负荷对于不同的化学镀铜液具有不同的工作负荷,如果"超载"就会加速化学镀铜液的分解。对于表4所举的化学镀铜液工作负荷在连续工作时一般不能大于1dm2/L。  3. 化学镀铜层的韧性  为了保证PCB金属化孔连接的,化学镀铜层必须具有足够的韧性。化学镀铜层韧性差的主要原因是由于还原Cu2时,放出引起的。虽然氢气不能和铜共沉积,但在镀铜反应中,这些氢气会吸附在铜的表面上,聚集成气泡夹杂在镀铜层中,使镀铜层产生大量的气泡空洞,这些空洞会使化学镀铜层的变高,韧性变差。  提高化学镀铜层韧性的主要措施是在镀液中加入阻氢剂,防止氢气在铜层表面聚积。下表列举了a,a′联吡啶与其它的联合使用时对以EDTA为的化学镀铜液的镀铜层韧性影响,镀铜温度为70℃,a,a′联吡啶的加入量为100mg/L。  
5某些添加剂对镀层韧性的影响
添加剂名称
用量(mg/L)
沉积速度um/h
2-巯基苯骈噻唑
a,a′硫代
亚铁氰化钾
  4. 液的沉积速率  影响化学镀铜液沉积速率的因素主要有以下几点:  (1)溶液的的pH值  甲醛还原铜的反应能否顺利进行,主要取决于镀液的pH值,在一定pH值范围内,随着溶液pH值增加,铜的沉积速度率加快,但pH值也不能太高,否则加剧,造成镀液不稳定。一般情况下pH值的控制范围为12~13。  (2)浓度  化学镀铜液的沉积速率,随着镀液中Cu2+离子的浓度增加而加快,在低浓度范围内几乎是按增加,但当铜离子浓度增加到一浓度时,沉积速率增加变慢。虽然高浓度的Cu2+液可以得到较快的沉积速率,但是铜离子浓度太高,副反应加剧,造成镀液不稳定。  (3)络合剂  镀液合剂的过量程度对镀液的沉积速率影响较小。但是络合剂的类型对沉积速率有很大影响,表6列出了不同类型的络合剂对化学镀铜液的混合电位和沉积电流的影响。  
6不同类型的络合剂对沉积电流和混合电位的影响
混合电位(mV)
沉积电流(A/cm2)
0.75×10-3
1.00×10-3
NN′NN′-四-羟丙基
四乙酸(Quadrol)
3.6×10-3
5.4×10-3  (4)甲醛  镀液醛35%(体积)的含量在8ml/L以下时,其还原电位随甲醛的浓度增加而明显增大,高于8ml/L时,甲醛的还原电位增加缓慢。在实际应用中,甲醛的浓度范围为10~15ml/L。在此浓度范围内的甲醛含量变化对铜的沉积速率影响不大。   (5)添加剂  为了改善铜层的特性和镀液的稳定性,可在化学镀铜液中加入一定量的添加剂。加入添加剂后,在多数情况下是使化学镀铜液的沉积速率变低。添加剂的含量不能过高,加入过量的添加剂往往会使镀铜止。  (6)温度  提高镀液温度镀铜速率增加,但随着镀液温度上升,副反应增加,使镀液不稳定。因此,对不同的化学镀铜液,工作温度都有一个,超过工作温度极限时,镀液的稳定性明显变差,造成镀液迅速分解。  5. 化学镀铜溶液的自动分析和自动  化学镀铜过程中,镀液的组分由于的消耗,在不断地变化,如果不及时补充消耗掉的部分,将会影响化学镀铜层的质量,而且,由于成分比例失调,会造成镀液迅速分解。采用自动分析和自动补加的方法,控学镀铜液的成分,可使镀液始终处于最佳工作状态。现在国内就有专门的自动分析补加装置出售。这些装置能自动分析和补加化学镀铜反应过程中所消耗的铜离子、、甲醛等。采用自动分析能明显提高化学镀铜质量,提高溶液稳定性,节约,减少排放和提高。
 6. 常见疵病及解决方法  (1)层与的结合力差    a. 铜箔表面粗化处理不够;    b. 粗化后基体表面清洗不良;    c. 化学镀铜层太脆。  (2)金属化孔壁的层有    a. 钻孔质量太差,由于不锋利,在钻孔过程中有大量的覆箔板残留在孔壁上或残存处理液中,至使在这些部位不沉积铜;    b. 活化处理不良,活化液活性不够,温度太低,孔内不清洁等;    c. 化学镀铜的pH过低;    d. 空气搅拌不足,未驱除铜还原时吸附的氢气。  (3)层外观发黑    a. 化学镀铜液配方组分配比不合理;    b. 工艺控制不严格;    c. 镀液负载过大。
内容里面有硫
酸两个字,他妈的QQ认为是,不给发,搞了半天。
用电镀的方法在材料表面镀铜的工艺采用硫酸铜和硫酸的混合溶液,在镀件的反应是:Cu2+
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理工学科领域专家化学镀的原理及工艺流程_苏州杰恩斯化学有限公司(原昆山杰恩斯电子有限公司)
化学镀的原理及工艺流程
化学镀就是在不通电的情况下,利用氧化还原反应在具有催化表面的镀件上,获得金属合金的方法。与电镀相比,化学镀技术具有镀层均匀、针孔小、不需直流电源设备、能在非导体上沉积和具有某些特殊性能等特点。另外,由于化学镀技术废液排放少,对环境污染小以及成本较低,在许多领域已逐步取代电镀,成为一种环保型的表面处理工艺。在美、英、日、德等国,其工业产值正以每年15%的速度递增。它广泛地应用于机械、电子、塑料、模具、冶金、石油化工、陶瓷、水力、航空航天等工业部门,是一项很有发展前途的高新技术。
&&& 化学镀是一种新型的金属表面处理技术,该技术以其工艺简便、节能、环保日益受到人们的关注。化学镀使用范围很广,镀金层均匀、装饰性好。在防护性能方面,能提高产品的耐蚀性和使用寿命;在功能性方面,能提高加工件的耐磨导电性、润滑性能等特殊功能,因而成为全世界表面处理技术的一个发展。
&&& 化学镀是一种不需要通电,依据氧化还原反应原理,利用强还原剂在含有金属离子的溶液中,将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。化学镀常用溶液:化学镀银、镀镍、镀铜、镀钴、镀镍磷液、镀镍磷硼液等。
&&& 目前以次亚磷酸盐为还原剂的化学镀镍的自催化沉积反应,已经提出的理论有&原子氢态理论&、&氢化物理论&和&电化学理论&等。在这几种理论中,得到广泛承认的是&原子氢态理论&。
&&& 化学镀原理
&&& M2++2e(由还原剂提供)---&M
&&& 在化学镀中,溶液内的金属离子是依靠得到所需的电子而还原成相应的金属。例如,在酸性化学镀镍溶液中采用次磷酸盐作还原剂,它的氧化还原反应过程如下:
&&& Ni2++2e---&Ni(还原)
&&& (H2PO2)-+H2O---&(H2PO3)-+2e+2H+(氧化)
&&& 两式相加,得到全部还原氧化反应:
&&& Ni2++(H2PO2)-+H2O---&(H2PO3)-+Ni+2H+
&&& 还原剂的有效程度可以用它的标准氧化电位来推断。由上述可知,次磷酸盐是一种强还原剂,能产生一个正值的标准氧化一还原电位。但不应过分地信赖E&值,因为在实际应用上,由于溶液中不同离子的活度、超电位和类似因素的影响,会使E&值有很大的差异。但氧化和还原电位的计算仍有助于预先估算不同还原剂的有效程度。若全部标准氧化还原电位太小或为负值,则金属还原将难以发生。
&&& 化学镀溶液的组成及其相应的工作条件必须是反应只限制在具有催化作用的制件表面上进行,而溶液本身不应自发地发生还原氧化作用,以免溶液自然分解,造成溶液很快失效。如果被镀的金属(如镍、钯)本身是反应的催化剂,则化学镀的过程就具有自动催化作用,使上述反应不断地进行,这时,镀层厚度也逐渐增加,获得一定的厚度。除镍外,钴、铑、钯等都具有自动催化作用。
&&& 对于不具有自动催化表面的制件,如塑料、玻璃、陶瓷等非金属,通常需经过特殊的预处理,使其表面活化而具有催化作用,才能进行化学镀。
&&& 化学镀与电镀比较,具有如下优点:
&&& ①不需要外加直流电源设备。
&&& ②镀层致密,孔隙少。
&&& ③不存在电力线分布不均匀的影响,对几何形状复杂的镀件,也能获得厚度均匀的镀层;
&&& ④可在金属、非金属、半导体等各种不同基材上镀覆。
&&& 化学镀与电镀相比,所用的溶液稳定性较差,且溶液的维护、调整和再生都比较麻烦,材料成本费较高。
&&& 化学镀工艺在电子工业中有重要的地位。由于采用的还原剂种类不同,使化学镀所得的镀层性能有显著的差异,因此,在选定镀液配方时,要慎重考虑镀液的经济性及所得镀层的特性。
&&& 目前,化学镀镍、铜、银、金、钴、钯、铂、锡以及化学镀合金和化学复合镀层,在工业生产中已被采用。
&&& 化学镀发展史
&&& 化学镀的发展史主要就是化学镀镍的发展史。虽然早在1844年A.Wurtz就发现次磷酸盐在水溶液中还原出金属镍,但化学镀镍技术的奠基人是美国国家标准局的A.Brenner和G.Ridell。他们在1947年提出了沉积非粉末状镍的方法,弄清楚了形成涂层的催化特性,使化学镀镍技术工业应用有了可能性。所以,化学镀镍技术的历史还很短暂,真正大规模工业还是70年代末期的事。早期只有含磷5%-8%(重量)的中磷镀层,80年代初发展出磷含量为9%-12%的高磷非晶结构镀层,使化学镀镍向前迈进一步。80年代末到90年代初又发展了磷含量为1%-4%的低磷镀层。含磷量不同的镀层物理化学镀性能也不同。化学镀镍的最早工业应用是二战后在美国通用运输公司(GATC)。他们在系统研究该技术后于1955年建立的第一条生产线,发展出的化学镀镍溶液商品名称为&Kanigen&(是CatalyticNickelGeneRation学缩写)。70年代又发展出仍以次磷酸钠还原剂的Durnicoat工艺、用硼氢化钠做还原剂Ni-B层的Nibodur工艺,以后又出现了用肼做还原剂的化学镀镍方法。
从1959年美国召开第一届化学镀镍学术会议以后,陆续发表了大量的论文及专利,还出版了有关专著,如G.G.Gawrilov:Chemical(Electroless)Nickel-plating1974;G.O.Mallory:ElectrolessPlatingFundmentalsandApplication1990。美国电化学学会秋季年会(暨美国固体电路制造学会年会),于1989年开始建立化学镀学术研究报告专集,由此可见化学镀学术研究的普遍性。
&&& 由于电子计算机、通信等高科技产业的迅猛发展,为化学镀技术提供了巨大的市场。80年代是化学镀技术的研究、开发和应用飞跃发展时期,西方工业化国家化学镀镍的应用,在与其他表面处理技术激烈竞争的形势下,年净增长速率曾在到15%;这是金属沉积史上空前的发展速度。预期化学镀技术将会持续高速发展,平均年净增速率将降至6%,而进入发展成熟期。
&&& 化学镀镍技术的核心是镀液的组成及性能,所以化学镀镍发展史中最值得注意的是镀液本身的进步。在60年代之前由于镀液化学知识贫乏,只有中磷镀液配方,镀液不稳定,往往只能稳定数小时,因此为了避免镀液分解只有间接加热,在溶液配制、镀液管理及施镀操作方面必须十分小心,为此制定了许多操作规程给以限制。此外,还存在沉积速度慢、镀液寿命短等缺点。为了降低成本,延长镀液使用周期,只好使镀液&再生&,再生的实质就是除去镀液中还原剂的反应产物,次磷酸根氧化产生的亚磷酸根。当时使用的方法有弃去部分旧镀液添加新镀液、加FeCl3或Fe2(SO4)3以沉淀亚磷酸根(形成Na2[Fe(OH)(HPO3)2])&20H2O黄色沉淀)、离子交换法等,这些方法既麻烦又不适用。70年代以后多种络合剂、稳定剂等添加剂的出现,经过大量的试验研究、筛选、复配以后,新发展的镀液均采用&双络合、双稳定&、甚至&双络合、双稳定、双促进&配方,这样不仅使镀液稳定性提高、镀速加快,更主要的是大幅度增加了镀液对亚磷酸根容忍量,最高达600-800g/LNa2HPO3&5H2O,这就使镀液寿命大大延长,一般均能达到4-6个周期,甚至10-12个周期,镀速达17-25&m/h。这样,无论从产品质量和经济效益角度考虑,镀液已不值得进行&再生&,而直接做废液处理。近来,为了改革镀层质量、减少环境污染,已改用新型有机稳定剂,不再使用重金属离子,从而显著提高了镀层的耐蚀性能。目前,化学镀液均已商品化,根据用户要求有各种性能化学镀的开缸及补加浓缩液出售,施镀过程中只需按消耗的主盐、还原剂、pH调节剂及适量的添加剂进行补充,使用十分方便。
&&& 据不完全统计,目前世界上至少有两百种以上的成熟化学镀镍配方,一些有代表性出售镀液的公司有:美国的M&TChemicalsLtd.,Allied-KeliteDiv.,WitcoChemicalCorp.,EnthoneInc.,ShipleyCompany,HidilityCo.Wear-CoteInternationalInc.;英国的W.CanningMaterialsLtd.,HarshawChemicalsL德国的Friedr.BlasbergGmbh.&Co.KG,AutoTech;日本的上村株式会社、奥野株式会社等。
&&& 我国的化学镀市场与国际相比起步晚、规模小,但近十几年发展极期迅速,不仅有大量的论文发表,还举行了全国性的专业会议,相信在今后几年内会越来越广泛的应用该项技术,并逐步走向稳定和成熟。
&&& 铝轮毂闪镀化学镍工艺流程
&&& 弱腐蚀&水洗&除垢&水洗&活化&闪镀化学镍&水洗&酸活化&水洗&镀酸性亮铜或其它金属
&&& 应用铝轮毂直接化学镀镍新技术的优点是;可以省去二次锌置换工艺,使技术管理、镀液管理、废水处理都简单化。铝轮毂经活化后只需一次水洗或不经水洗,直接化学镀镍或闪镀化学镍,可增强镀层结合力,减少气孔,改善耐腐蚀性。采用活化剂进行铝轮毂直接化学镀镍或闪镀化学镍,完全克服了铝轮毂工件表面的针孔、沙眼、小工艺孔、盲孔等部位因留有残液引发的晶间腐蚀、表面无镀层等缺点。使用铝轮毂直接化学镀镍活化剂最大优点就是:凡是活化剂浸到的部位既有镀层。彻底解决了二次浸锌工艺引起的基底与镀层间横向腐蚀,最终导致镀层剥落的问题。
&&& 应用铝轮毂直接化学镀镍新技术、使用直接化学镀镍新工艺,操作流程简单、使用方便、无技术上困扰。成品率高达98%以上。保护环境、利国利民。省时、省力、极大的提高了生产效率,节约了大量的资金,降低了企业的运行成本,给企业带来了不可估量的综合经济效益。使企业在世界经济全面复苏,汽车铝轮毂电镀行业激烈的竞争大潮中与时俱进、与知识创新共存。

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