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镀银镀液成分及工艺条件的影响

放大字体  缩小字体发布日期:2012-10-24  浏览次数:2076
核心提示:在各自的配方中都是主盐。但镀液中银是以银氰络离子形式存在。一般配方中金属银的含量在20~45g/L之间,银含量太高,使镀层结晶粗糙、色泽发黄,滚镀时还会产生橘皮状镀层;银含量太低,会降低电流密度上限,沉积速度减慢、生产效率下降。
 

1)氰化银、银氰化钾、氯化银、硝酸银

在各自的配方中都是主盐。但镀液中银是以银氰络离子形式存在。一般配方中金属银的含量在20~45g/L之间,银含量太高,使镀层结晶粗糙、色泽发黄,滚镀时还会产生橘皮状镀层;银含量太低,会降低电流密度上限,沉积速度减慢、生产效率下降。

2)氰化钾

氰化钾是氰化镀银的主络合剂,同时镀液中维持一定量的游离氰化钾可使镀液稳定,提高阴极极化,使镀层细致、均匀;活化阳极,促进阳极溶解;提高镀液导电能力,在光亮镀银溶液中,高浓度氰化物能保证光亮剂充分发挥作用。但游离氰化钾过高时,阳极可能出现颗粒状金属的溶解,镀液沉积速度减慢;而游离氰化钾过低时,阳极易钝化而且表面会出现灰黑色膜,镀液导电能力降低,银镀层粗糙呈灰白色,沉积速度缓慢。

由于钾盐导电能力比钠盐好,可使用较高的电流密度,阴极极化作用稍高,镀层均匀细致,覆盖能力好,钾盐中含硫量比钠盐少,CO2形成和积累的碳酸钾溶解度比碳酸钠大且钾盐不易使阳极钝化等原因,氰化物镀银液通常使用氰化钾而不用氰化钠。

3)碳酸钾、氢氧化钾

镀液中保持一定量的碳酸钾和氢氧化钾(配溶液时加入,以后一般不再添加)能提高镀液的导电性、提高阳极和阴极极化,有助于提高镀液的分散能力、改善镀层质量。氰化镀银属碱性镀液,长时间使用、放置过程中会吸收空气中的C02,生成K2 C03。当K2C03的累积超过110g/L时,将导致阳极钝化,镀层粗糙。处理过量的K2C03可用氰化钡[Ba(CN)2]去除,1.4gBa(CN)2可处理1g K2C03。此法成本较高,但不会引入也不生成其他杂质。用Ba(OH)2或Ca(OH)2处理,成本虽低,但会带来镀液中KOH浓度的升高。因为碳酸钾的溶解度高(20℃,ll2g/L),冷冻法不适用。

4)酒石酸钾钠

酒石酸钾钠能降低阳极极化,防止阳极钝化,提高阳极电流密度并促进银阳极的溶解。 5)光亮剂

适量的光亮剂能扩大电流密度范围,获得色泽洁白、光亮的银镀层。光亮剂的补充量可根据产品说明书或霍尔槽实验确定。光亮剂不足镀层亮度不够且出光速度慢;光亮剂过量,镀液分散能力降低,镀层出现黑点、针孔,有些部位无镀层甚至尖端粗糙。

常用光亮剂大致有如下几种:二硫化碳及衍生物、无机硫化物(如硫代硫酸盐等)、有机硫化物(如硫醇类)、金属化合物(如锑、硒、碲等)。可根据生产需要,选择不同类型的光亮剂。装饰性镀层,对镀层厚度要求不高,但对镀层的色泽要求较高,可选用非金属光亮剂;功能性镀层(如电子器件镀银层),对镀层厚度和电性能要求较高,有些甚至考虑到镀层的硬度及耐磨性能,可加入酒石酸锑钾等金属盐类光亮剂。

6)电流密度

电流密度范围与镀液中银离子含量、温度高低、游离KCN浓度及光亮剂品种等因素有关,在一定的工艺范围内,提高阴极电流密度,镀层结晶致密,但镀层应力可能会增大;过高的电流密度会使镀银层粗糙,甚至呈海绵状;阴极电流密度过低时,沉积速度下降、生产效率低,光亮镀银达不到预期效果。

7)温度

在一定工艺范围内,提高温度可相应地提高电流密度的上限,加快银的沉积。但温度太高,光亮剂的分解和消耗都加快,镀层易粗糙,在光亮镀液中得不到光亮镀层;温度过低,电流密度的上限降低,沉积速度下降,温度低于20℃时光亮剂的作用得不到充分发挥。

8)搅拌与过滤

搅拌能使镀液中各种成分分布均匀,从而降低浓差极化,提高阴极电流密度,加快镀层沉积;过滤能改善溶液的洁净程度,消除镀液中悬浮颗粒对镀层的影响,使镀层更加细致洁白。镀液的周期性过滤或连续过滤对镀厚银和快速镀银溶液尤为重要。

(5)镀液的维护

氰化镀银溶液较易维护,通常根据分析结果和镀层外观控制镀液。应定期进行镀液分析,调整各成分含量,特别要保持游离氰化钾的含量;过量的碳酸盐必须除去,否则镀层发黄及粗糙;用耐碱的细帆布制成阳极袋,防止阳极泥渣掉人镀液中;阳极应采用含银量不低于99.97%的银板,若银阳极纯度不高,银板表面会形成黑膜并脱落,从而导致镀层粗糙;光亮镀银液要定期用双氧水与活性炭处理并过滤,以除去金属杂质和有机杂质。

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