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谈谈电镀添加剂作用及机理
发布时间:2015-12-30        浏览次数:704        返回列表

电镀是一种普遍应用于农业、工业、科技、交通、电子等各个行业以及日常生活用品中的科学工艺,电镀的产生不但让金属不易腐蚀,塑料制品更耐用,而且让这些制品的外表也更为美观,也正因为电镀产品具有的这些优良性能,在我们的周围,电镀产品几乎随处可见。

在人们的观念中,好的电镀产品应该是外表光滑润泽,表层均匀细腻,使用不褪色、不锈蚀、不易剥落。为了提高电镀产品的性能和美观程度,在进行电镀的时候,经常需要加入一些添加剂提高产品的光滑度和光泽。

比如镀锌产品中,会经常使用到蓝锌钝化液、彩锌钝化液、黑色钝化液等,镀锌钝化液的作用顾名思义也是让产品不易与空气中的氧气发生作用,起到阻止氧化的效果。使用蓝锌钝化液的添加增加了电镀件的蓝色亮光,而且,也让电镀产品的亮光更为均匀,提升产品的档次,当然对于增加电镀膜的坚固性和耐腐蚀性也起到了一定的作用,同时还会增加产品抗击碰撞能力。彩锌钝化液,会增加镀锌层的光泽度,产品增加了耐腐蚀性,不容易刮花,不容易脱色,而且在镀锌件的色泽上也感觉更加艳丽。黑色钝化液就是在产品表面形成一层黑色保护膜,产品外观上看起来更加高贵典雅。

当然这些电镀添加剂对操作的要求也是很高的,溶液的温度、浓度、PH都会影响到电镀效果,在操作过程中需要频繁地进行调整并且严格遵守操作规程。

电镀添加剂包括有机添加剂(如镀镍用的香豆素等)和无机添加剂(如镀铜用的镉盐)两大类。早期所用的电镀添加剂大多数为无机盐类,随后有机物才逐渐在电镀添加剂的行列中取得了主导地位。按功能分类,电镀添加剂可分为整平剂、光亮剂、润湿剂和应力消除剂等。不同功能的添加剂一般具有不同的结构特点和作用机理,但多功能的添加剂也较常见,例如糖精既可作为镀镍光亮剂,又是常用的应力消除剂;并且不同功能的添加剂也有可能遵循同一作用机理。

电镀添加剂的作用机理

金属的电沉积过程是分步进行的:首先是电活性物质粒子迁移至阴极附近的外赫姆霍兹层,进行电吸附,然后,阴极电荷传递至电极上吸附的部分去溶剂化离子或简单离子,形成吸附原子,最后,吸附原子在电极表面上迁移,直到并入晶格。上述的第一个过程都产生一定的过电位(分别为迁移过电位、

活化过电位和电结晶过电位)。只有在一定的过电位下,金属的电沉积过程才具有足够高的晶粒成核速率、中等电荷迁移速率及提足够高的结晶过电位,从而保证镀层平整致密光泽、与基体材料结合牢固。而恰当的电镀添加剂能够提高金属电沉积的过电位,为镀层质量提供有力的保障。

1、扩散控制机理

在大多数情况下,添加剂向阴极的扩散(而不是金属离子的扩散)决定着金属的电沉积速率。这是因为金属离子的浓度一般为添加剂浓度的100~105倍,对金属离子而言,电极反应的电流密度远远低于其极限电流密度。

在添加剂扩散控制情况下,大多数添加剂粒子扩散并吸附在电极表面张力较大的凸突处、活性部位及特殊的晶面上,致使电极表面吸附原子迁移到电极表面凹陷处并进入晶格,从而起到整平光亮作用。

2、非扩散控制机理

根据电镀中占统治地位的非扩散因素,可将添加剂的非扩散控制机理分为电吸附机理、络合物生成机理(包括离子桥机理)、离子对机理、改变赫姆霍兹电位机理、改变电极表面张力机理等多种。