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解析稀贵金属种类及其在电镀中的应用

放大字体  缩小字体发布日期:2013-03-18  浏览次数:659
核心提示:稀贵金属是贵金属和稀有金属的总称。金、银、铂族元素(铂、铱、锇、钯、铑、钌六种),统称为贵金属。

稀贵金属有哪些?

稀贵金属是贵金属和稀有金属的总称。金、银、铂族元素(铂、铱、锇、钯、铑、钌六种),统称为贵金属。稀散金属通常是指由镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)、锗(Ge)、硒(Se)、碲(Te)和铼(Re)7个元素组成的一组化学元素。但也有人将铷、铪、钪、钒和镉等包括在内。这7个元素从1782年发现碲以来,直到1925年发现铼才被全部发现。

14种重要矿产原料已列入“紧缺”名单,这14种矿产原料是:锑、铍、钴、萤石、镓、锗、石墨、铟、镁、铌、铂族金属、稀土(包括钪、钇和镧系共17种稀有金属)、钽和钨。这些原料广泛应用于移动电话、锂电池、光纤光缆和太阳能面板的制造工艺中,成为许多高科技产品和日常消费品不可或缺的一部分。

稀有金属根据各种元素的物理和化学性质,赋存状态,生产工艺以及其他一些特征,一般从技术上分为以下五类:

稀有轻金属包括锂、铷、铯、铍。比重较小,化学活性强。

稀有难熔金属包括钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨。熔点较高,与碳、氮、硅、硼等生成的化合物熔点也较高。

稀有分散金属简称稀散金属,包括镓、铟、铊、锗、铼以及硒、碲。大部分赋存于其他元素的矿物中。

稀有稀土金属简称稀土金属,包括钪、钇及镧系元素。它们的化学性质非常相似,在矿物中相互伴生。

稀有放射性金属包括天然存在的钫、镭、钋和锕系金属中的锕、钍、镤、铀,以及人工制造的锝、钷、锕系其他元素和104至107号元素。

上述分类不是十分严格的。有些稀有金属既可以列入这一类,又可列入另一类。例如铼可列入稀散金属,也可列入稀有难熔金属。

贵金属镀层虽然价格昂贵,但是在电子工业中应用却越来越多。其原因在于:其化学稳定性高、抗腐蚀性好、焊接性好、结合力强、接触电阻小、导电性能特别好等诸多优点。目前,国际上贵金属电镀技术发展较快,在提高镀层质量的条件下,努力探索降低电镀成本的措施,镀层成分由单一金属向多元化方向发展,取得了综合性能优良的多元合金。努力开发金合金(比如金锡、金铋、金银、金钴……),银合金(银镍、银锡……),和钯合金电镀工艺,尽量减少稀贵金属如铑、铂和金的用量。通常情况下,一个镀层并不能达到如此效果,而是采用多种中间镀层才可能达到目的。表面处理必须强调的是:零件的表面性能不仅取决于镀层,而且也取决于底材的表面处理。特别是底材的粗糙度将会影响镀层的粗糙度,底材的裹面特性与加工方法密切相关(铸造、车削、研磨、拉伸、冲压等……)。由底材表面加工处理造成的表面缺陷对镀层质量会产生副作用,典型的表面缺陷(电镀中又称:素材不良)有:气孔,组织的不均匀性,鳞片,划伤……此外对底材的后处理也可使镀层严重受损,例如:在除氢退火时,如果零件没有仔细弄干净,在表面就会形成碳化物,这便会导致粘附强度减弱;化学酸洗或其它化学处理在表面形成或吸附的化合物也会造成不良影响,这些化合物在施镀过程中也不能被取除掉并且可导致附着力减弱。

1稀有贵金属中除了用途很少的极少数外,多数都稀有而贵重,价值很高,特别是稀贵金属,若用于制造产品,奇贵无比,很不划算,如化学试验中常用的白金电极,用纯白金烧结锻造就很贵,但是如果采用电镀的方法使廉价电极表面镀上铂,就可以作为很好的代用品。这里以铂、铱为例来计算说明:比如烧结1cm3见方的铂、铱元器件需铂、铱金属21.45克或22.4克,而在其他相对贱金属基材上电镀1um的铂、铱只需分别约0.009克,也就是说可以让这些贵金属延长使用2383年。而此类推可知,利用电镀稀有金属可以使常用金属的表面具有稀有金属的性质,从而可以降低成本,提高稀有材料的利用率。另有一些产品中的元件也仅仅只要求表面具有特殊性质,基体使用另一种材料,这也得借助于电镀稀有金属;

已有实用价值的稀有金属电镀有镀铂、镀铑、镀钯、镀铟、镀锰、镀锑、镀铋、镀锗、镀钛、镀镓……

2有采用涂抹一层稀贵金属化合物,然后高温烘烤(即热熔法),这样稀贵金属使用量与电镀差不多,但其主要缺点就是:涂层的结晶粗大、耐磨性、耐蚀性较差,产品使用寿命较短。

3有不少合金电镀的组分之一是稀有金属。因为合金电镀有时可以使难以沉积的金属在一定条件下与容易电镀的金属共沉积而获得合金镀层,比如:电镀:镍钼、钴钼、镍钨、钴钨……

4随着科学技术的发展,尤其是工业生产的需要,稀有金属电镀定会有相应的发展。最主要的是:世界稀贵金属资源紧缺,要合理利用!

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