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金属共沉积的类型

放大字体  缩小字体发布日期:2012-09-05  浏览次数:3412
核心提示:在研究金属共沉积时,值得着重探讨的是各个电解参数(溶液组成及工作条件)对所取得的合金沉积层的影响。按照这种影响的特征,可将金属共沉积分为下列五种类型。
 

在研究金属共沉积时,值得着重探讨的是各个电解参数(溶液组成及工作条件)对所取得的合金沉积层的影响。按照这种影响的特征,可将金属共沉积分为下列五种类型。

1)正则共沉积

正则共沉积的特点是沉积过程基本上受扩散控制,合金镀层中具有较正电位金属的含量随阴极扩散层中金属离子总含量增加而提高。电镀工艺参数对沉积层组成的影响,可由镀液在阴极扩散层中金属离子浓度来预测。因此,增加镀液中金属的总含量、降低阴极电流密度、提高温度和强化搅拌等能增加阴极扩散层中金属离子浓度,都会增大电位较正金属在合金沉积中的百分含量。在单盐镀液中进行共沉积时,常出现正则共沉积;在络合物溶液中,如果两种金属的平衡电位相差很大,且彼此不形成固溶体型合金,则也可能发生正则共沉积。

2)非正则共沉积

非正则共沉积受阴极电位控制,即阴极电位决定了沉积合金组成。电镀工艺条件对合金沉积层组成的影响远比正则共沉积小。络合物镀液,特别是络合物浓度对某一组分金属的平衡电位有显著影响时,多属于此类共沉积,例如氰化Cu—Zn合金镀液。另外,当组成合金的单个金属的平衡电位明显受络合剂浓度影响,或两种金属的平衡电位十分接近且能形成固溶体时,更容易出现这种共沉积。

3)平衡共沉积

当两金属从与其处于化学平衡的镀液中共沉积时称为平衡共沉积。所谓两金属与含该两金属离子溶液处于平衡状态,是指当把两种金属浸入含有该两种金属离子的溶液中时,两者的平衡电位最终将变成相等,即电位差等于零。

平衡共沉积的特点是在低电流密度下(阴极极化不明显),合金沉积中各组分金属比等于镀液中的金属比。生产中仅有几个共沉积过程属于此类体系,如酸性镀液中沉积Cu—Bi合金、Pb-Sn合金等。

以上三种类型属于正常共沉积,通常以电位较正的金属优先沉积出来为特征。在沉积层中组分金属之比与镀液中相应金属离子含量比服从以下关系式,即

 

(2—1)

 

式中M1,M2——合金中电位较正金属和电位较负金属的含量;

C1,C2——电解液中M1、M2的离子浓度。

4)异常共沉积

异常共沉积是电位较负的金属优先沉积,沉积层中电位较负金属组分的含量总比电位较正金属组分的含量高。对于给定的镀液,只有在某种浓度和电解条件下才出现异常共沉积,在另外情况下则出现其他共沉积。异常共沉积较少见,含铁族金属中的一个或多个的合金共沉积体系属于这种情况。

5)诱导共沉积

从含有钛、钼、钨等金属的水溶液中是不能电沉积出纯金属镀层的,但可以与铁族金属

实现共沉积,这种共沉积过程称为诱导共沉积。同其他共沉积相比,诱导共沉积更难推测各个电解参数对合金组成的影响,通常把能促使难沉积金属共沉积的铁族金属称为诱导金属。

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