金—銅—鈀合金的無(wú)氰電鍍工藝及其成核機(jī)理.pdf

1、隨著裝飾鍍金和工業(yè)鍍金的不斷發(fā)展，純金鍍層硬度低、耐磨性差等缺點(diǎn)使其越來(lái)越難以滿(mǎn)足使用要求。銅元素可以提高金鍍層的硬度，鈀元素可以提高金鍍層的耐磨性和接觸電阻穩(wěn)定性，因此金-銅-鈀合金鍍層具有非常廣闊的應(yīng)用前景。目前廣為應(yīng)用的電鍍金合金鍍液大多為氰化鍍液，或者含有劇毒添加劑，對(duì)環(huán)境有害，有損人體健康。因此，本文提出了一種無(wú)氰無(wú)毒的金-銅-鈀合金鍍液。
　　根據(jù)課題研究要求，本文制定了相應(yīng)的研究方案，確定了電鍍工藝流程、前處理工藝配

2、方以及性能測(cè)試和電化學(xué)測(cè)試方法。在此基礎(chǔ)上，研究了硫代硫酸鈉、六次甲基四胺、檸檬酸鉀等輔助配位劑對(duì)鍍層性能的影響，發(fā)現(xiàn)硫代硫酸鈉和六次甲基四胺的加入會(huì)使鍍層的光亮度和電接觸性能下降，而檸檬酸鉀則可以改善鍍層結(jié)合力，提高鍍層光亮度，降低其與鉑銥絲的接觸電阻。
　　采用單因素法，以鍍液穩(wěn)定性和鍍層外觀為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，以鍍層硬度為輔助評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)鍍液組成和工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，得到了最佳工藝配方:金10g/L，二氯二氨鈀6g/L，硫酸銅1g

3、/L，亞硫酸銨120g/L，檸檬酸鉀100g/L，Na2EDTA40g/L，pH值為8，溫度50℃，攪拌速度1000r/min，電流密度0.2A/dm2。用此工藝配方得到的鍍層有光亮的外觀，結(jié)合力好，接觸電阻低，硬度高，耐蝕性強(qiáng);鍍層成分為:金84.79％，銅12.68％，鈀2.53％;合金元素分布均勻，形成了具有晶體結(jié)構(gòu)的連續(xù)固溶體。鍍層性能滿(mǎn)足裝飾性和電接觸材料使用要求，可以用作裝飾性鍍層和電接觸材料。優(yōu)化后的鍍液的分散能力、覆蓋能

4、力和穩(wěn)定性均較好。在對(duì)鍍液組成和工藝條件優(yōu)化的同時(shí)，研究了其對(duì)鍍層成分的影響，得到了其對(duì)鍍層中各合金元素含量的影響規(guī)律，依照此規(guī)律可以有效地控制鍍層成分，獲得不同性能的金-銅-鈀合金鍍層。
　　通過(guò)電化學(xué)測(cè)試，研究了金-銅-鈀合金的電沉積行為。通過(guò)分析掃描速度為50mV/s的循環(huán)伏安曲線(xiàn)可知，金-銅-鈀合金的電沉積經(jīng)歷了三維成核過(guò)程。通過(guò)分析不同掃描速度下的循環(huán)伏安曲線(xiàn)可知，金-銅-鈀合金的電結(jié)晶過(guò)程為擴(kuò)散控制過(guò)程，且該過(guò)程是非可