纯铜无氰脉冲镀银的研究
陈益兵， 赵芳霞， 孙晓东， 张振忠
(南京工业大学材料科学与工程学院，江苏南京210009)
摘要： 针对纯铜使用过程中表面腐蚀及导电性需进一步提高等问题，采用无氰脉冲镀银的方法对纯铜进行表面改性。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、界面接触电阻测试、极化曲线等手段，研究了无氰脉冲镀银工艺对纯铜性能的影响。结果表明：无氰脉冲镀银改善了镀层的微观结构，改性后纯铜的接触电阻为改性前的8%～20%，自腐蚀电流密度降低了一个数量级。
关键词： 脉冲镀银;无氰;界面导电性能;耐蚀性
中图分类号：TQ 153 文献标识码：A 文章编号：1000-4742(2013)05-0015-03
0 前言
铜在电子、通讯和电工等行业中应用广泛。但铜表面受到腐蚀会产生绝缘性质的铜绿，而铜表面在工业化应用中要求必须保证和保持其固有的特性和特征，因此，铜防腐蚀表面改性工艺研究已引起国内外的广泛关注。铜防腐大多选用镀层或涂层保护[1-2]。目前普遍采用直流氰化物镀银工艺对纯铜进行表面改性，其镀层具有结合力好、致密、耐蚀、导电性强等优点[3]，但氰化物严重污染环境。
本文采用无氰脉冲镀银工艺对纯铜进行表面改性，既可提高纯铜的使用性能，又能解决环境污染问题，为研究性能好、成本低的铜表面改性工艺提供了一个新思路。
1 实验
1.1 基材处理
选用铜片(30mm×30mm×2mm)作为基底。依次使用型号为600#，800#，1 000#的氧化铝耐水砂纸打磨纯铜至表面光洁平滑。
1.2 镀液组成及工艺条件
硝酸银40～60g/L，焦亚硫酸钾190～210g/L，硫代硫酸钠30～50g/L，硫酸钠15～25g/L，硼酸20～40g/L，pH值4.2～4.8，电流密度0.3～0.5A/dm2，占空比5%～35%，S阴极∶S阳极1∶2，10～40℃，10min。
1.3 工艺流程
化学除油(70℃，10min)→热水洗(3～8s→)逆流水洗(3～8s)→预酸洗(60℃，3～5s→)热水洗(3～8s)→逆流水洗(3～8s)→光亮浸蚀(室温，10～30s)→水洗→浸银(室温，20s)→水洗→脉冲镀银(30min)→热水洗(3～8s)→逆流水洗(3～8s)→干燥
1.4 浸银工艺说明
镀件浸入由低质量浓度的银盐和高质量浓度的配位剂组成的溶液中，沉积上一层致密且结合力好的置换银层的过程叫浸银。这样，再进行镀银时，镀层的结合力可大大提高。本文所用的浸银工艺配方为：硝酸银15～20g/L，硫脲200～220g/L，pH值(用1∶1盐酸滴定)4，15～30℃，60～120s。
1.5 测试方法
1.5.1 表面结构、形貌及成分
采用Dmax/RB型X射线衍射仪(XRD)分析镀层的表面结构;采用JSM 26360LV型扫描电子显微镜(SEM)观察镀层的表面形貌;采用EDSGENESIS-2000MS60型能谱仪(EDS)对镀层进行成分分析。
