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添加剂对镀层性能的影响:添加剂对镀层力学性能的影响—添加剂对铜层力学性能的影响

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-25  浏览次数:717

添加剂对铜层力学性能的影响

横井昌幸和小西三郎详细研究了聚氧乙烯系表面活性剂和Cl一对镀层力学性能的影响。在CuS04·5H20 100mg/L和H2S04 50g/L的基本液中分别加入各种O~0.4g/L的聚氧乙烯系表面活性剂和0~8mmol/L的Cl一,然后考察有无Cl一时表面活性剂对镀层性能的影响。图4-19是不含Cl一时各种表面活性剂对铜层硬度的影响。由图4-19可见,当各种表面活性剂的加人量在0.04g/L以上时,镀层的硬度可稳定在HVll0~140的范围内。表面活性剂浓度低于0.04g/L时,镀铜层的硬度都较大。图4-20是含有足量表面活性剂(0.4g/L)的镀液中再慢慢加入Cl一时铜层硬度的变化情况。在液温30℃,电流密度3.3A/dm2,Cl一浓度在lmmol/L时铜层的硬度有很大变化。低于l.0mmol/L时只能得到有条纹和凹洞的不均匀的镀层,凸出部较硬,而凹陷部较软。在lmmol/L以上时,可得到硬度均匀的镀层,其硬度值在HVl80~210范围,比无添加剂的(HVl00)高。

 

图4-19表面活性剂对酸性硫酸镀铜层硬度的影响

用扫描显微镜观察镀层的表面形态和断面时,可以看出未加Cl一时铜层的晶粒是粗大的,加入Cl一后可使晶粒明显细化。

用X射线绕射法测定添加剂对镀层结晶取向的影响,结果证明在不含Cl一的镀液中,加入微量(0.01g/L)的聚氧乙烯壬基酚醚(PNPE)时镀层显示出强的(220)取向,随着PNPE浓度的增加,(220)取向变弱(见图4-21)。加入Cl一时,当[Cl一]< lmmol/L时可见到强的(220)取向,[Cl一]>lmmol/L时镀层变为取向弱的镀层。聚乙二醇型表面活性剂的影响与PNPE相似。表4-6是在含各种表面活性剂和Cl一的镀液中所得铜层的显微结构和有效粒径的大小、微观形状和维氏硬度。由表中数据可见,随着表面活性剂的种类、分子量、用量和电流密度的变化对镀层的显微结构和硬度都有较大的影响。

 

图4-20各种聚氧乙烯壬酚醚对硫秘镀铜层硬度的影响

镀液:CuS04·5H20 100g/L,

H2S0450g/L Cl- O~O.28g/L.

界面活性剂0.4g/L 30℃,3.3A/dm2

 

图4-21聚氧乙烯壬酚醚对硫酸镀铜层的各种晶面取向指数的影响

镀液:CuS04·5H20 0.4mol/L; H2S04(不含Cl一)0.5mol/L

表4-6表面活性剂和Cl一对铜层的有效粒径、微观变形和维氏硬度的影响①

 

①未注明的镀层是在3.3A/dm2下得到的。

参 考 文 献

1小西三郎.金属表面技术,l970,21,470

2 R.weil.Platin9,1971,58,50

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5周绍民等.厦门大学学报(自然科学版),1980,19,(1),54

6方景礼,惠文华.刷镀技术.北京:国防工业出版社,l987,70~74

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8 R.Weil Plating and Surf.Fininsh.,l982,69(12),46

9 Properites of Electrodeposits,their Measurement and Significance.The Electrochemi-cal Society,Inc.,l975

10武汉材料保护研究所.材料保护,1976,(5),19

ll小西三郎,城田莫树,市村达节,四达兆盛.实物表面技术,1982,33,66

12小西三郎.金属表面技术,l961,12,185

13 H Silman,G Iesserlis。A F Averill.Protective and Decortive Coatings for Metals.England:Finiishing Publications LTD.,l978,354

14横井昌幸,小西三郎.金属表面技术协会.第七十三回演讲大会演讲要旨集,1986,276

15 H H Wiesner,W P Frey.Plating and Surf.Finish.,l979,66(3),51

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