DMH和H 3 Cit体系中金钴合金组分可调电沉积及膜层生长过程
发布时间：2024-01-08 19:38
金钴合金随着钴含量的不同分为纯金、硬金、K金等,在首饰行业及电子电镀方面广泛应用。由于金离子氧化性极强,在溶液中难以络合稳定,金钴合金电沉积生产中主要使用氰化物体系镀液。随着市场对无氰化产品的要求及环保禁令的实施,研发与氰化物体系相媲美的无氰化金钴合金电镀体系已成为电镀行业的一个重要问题。本文基于合金共沉积理论及双络合离子配位思想,开发了以5,5-二甲基乙内酰脲(DMH)和柠檬酸(H3Cit)为配体的无氰金钴合金组分可调电沉积技术。本文通过Au(Ⅰ)、Au(Ⅲ)及Co(Ⅱ)电沉积研究,发现金、钴均能有效沉积获得镀层,Au(Ⅲ)盐稳定性优于Au(Ⅰ)盐,Au(Ⅲ)镀液能适应更大电流密度范围,确定了以Au(Ⅲ)与Co(Ⅱ)为主盐的金钴合金电沉积体系。工艺研究表明镀液各组分中,金盐浓度对镀液稳定性及镀层质量影响最大,其次为钴盐浓度和DMH含量,柠檬酸含量和pH值的影响较小。镀层中金钴含量受镀液中离子比率和电极极化共同控制,增大Co(Ⅱ)/Au(Ⅲ)比率及阴极极化,均会增大镀层中钴含量。通过电沉积方案设计,获得了与印制电路板(PCB)硬金镀层色泽相同、厚度相当、质地均匀钴...
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 金钴合金电沉积发展概述
1.2.1 金钴合金的基本性质
1.2.2 金钴合金电沉积中钴的强化
1.2.3 电沉积金钴合金的结构及组成
1.2.4 金/钴交叠镀层电沉积制备
1.3 金钴合金电镀液的发展概述
1.3.1 金钴合金电镀液的主要类型
1.3.2 金钴合金无氰电沉积的主要问题
1.4 金钴合金无氰电沉积体系设计
1.4.1 金、钴配位分析
1.4.2 金属离子与乙内酰脲类化合物的配位作用
1.4.3 电沉积中乙内酰脲类化合物的应用
1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
2.1 实验材料及主要设备
2.1.1 实验所用材料
2.1.2 实验所用仪器设备
2.2 金钴合金电沉积过程
2.2.1 电沉积槽体设计
2.2.2 镀液配制及电沉积实验
2.3 分析测试方法
2.3.1 镀液分析
2.3.2 镀层结构表征
2.3.3 镀层性能测试
2.3.4 电化学分析
第3章 体系可行性评价及工艺研究
3.1 体系可行性评价
3.1.1 Au(Ⅰ)和Au(Ⅲ)的电沉积研究
3.1.2 Co(Ⅱ)的电沉积研究
3.2 Au(Ⅰ)/Au(Ⅲ)与CO(Ⅱ)共沉积研究
3.3 金钴合金电沉积正交实验研究
3.3.1 金钴合金电沉积正交实验设计
3.3.2 镀液稳定性研究
3.3.3 镀层表面质量研究
3.3.4 正交实验综合分析
3.3.5 镀液优化
3.4 金钴合金组分可调电沉积研究
3.4.1 恒电流电沉积
3.4.2 恒电位电沉积
3.5 本章小结
第4章 金钴合金镀层制备及表征研究
4.1 硬金镀层电沉积及表征研究
4.1.1 PCB金手指镀层结构分析
4.1.2 硬金镀层电沉积
4.1.3 硬金镀层形貌研究
4.1.4 硬金镀层硬度研究
4.1.5 硬金镀层电性能研究
4.2 金钴交叠镀层电沉积及表征研究
4.2.1 金钴交叠镀层电沉积
4.2.2 金钴交叠镀层结构表征
4.3 电沉积金/钴及其合金的晶体结构表征
4.3.1 电沉积金、钴的晶体结构表征
4.3.2 电沉积金钴合金的晶体结构表征
4.4 电沉积金钴合金XPS分析
4.4.1 PCB硬金镀层XPS分析
4.4.2 金钴合金镀层XPS分析
4.5 本章小结
第5章 离子配位及电沉积过程研究
5.1 离子配位研究
5.2 电沉积过程研究
5.2.1 阴极极化曲线研究
5.2.2 电沉积成核生长过程研究
5.2.3 成核理论与实验偏差分析
5.3 电沉积有限扩散模型构建及表达式推算
5.3.1 电沉积成核生长有限扩散模型构建
5.3.2 电沉积成核生长模型的表达式推算
5.4 电沉积有限扩散模型对比论证及应用
5.4.1 有限扩散模型与理论模型的对比论证
5.4.2 有限扩散模型的应用
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3877546
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 金钴合金电沉积发展概述
1.2.1 金钴合金的基本性质
1.2.2 金钴合金电沉积中钴的强化
1.2.3 电沉积金钴合金的结构及组成
1.2.4 金/钴交叠镀层电沉积制备
1.3 金钴合金电镀液的发展概述
1.3.1 金钴合金电镀液的主要类型
1.3.2 金钴合金无氰电沉积的主要问题
1.4 金钴合金无氰电沉积体系设计
1.4.1 金、钴配位分析
1.4.2 金属离子与乙内酰脲类化合物的配位作用
1.4.3 电沉积中乙内酰脲类化合物的应用
1.5 本文的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
2.1 实验材料及主要设备
2.1.1 实验所用材料
2.1.2 实验所用仪器设备
2.2 金钴合金电沉积过程
2.2.1 电沉积槽体设计
2.2.2 镀液配制及电沉积实验
2.3 分析测试方法
2.3.1 镀液分析
2.3.2 镀层结构表征
2.3.3 镀层性能测试
2.3.4 电化学分析
第3章 体系可行性评价及工艺研究
3.1 体系可行性评价
3.1.1 Au(Ⅰ)和Au(Ⅲ)的电沉积研究
3.1.2 Co(Ⅱ)的电沉积研究
3.2 Au(Ⅰ)/Au(Ⅲ)与CO(Ⅱ)共沉积研究
3.3 金钴合金电沉积正交实验研究
3.3.1 金钴合金电沉积正交实验设计
3.3.2 镀液稳定性研究
3.3.3 镀层表面质量研究
3.3.4 正交实验综合分析
3.3.5 镀液优化
3.4 金钴合金组分可调电沉积研究
3.4.1 恒电流电沉积
3.4.2 恒电位电沉积
3.5 本章小结
第4章 金钴合金镀层制备及表征研究
4.1 硬金镀层电沉积及表征研究
4.1.1 PCB金手指镀层结构分析
4.1.2 硬金镀层电沉积
4.1.3 硬金镀层形貌研究
4.1.4 硬金镀层硬度研究
4.1.5 硬金镀层电性能研究
4.2 金钴交叠镀层电沉积及表征研究
4.2.1 金钴交叠镀层电沉积
4.2.2 金钴交叠镀层结构表征
4.3 电沉积金/钴及其合金的晶体结构表征
4.3.1 电沉积金、钴的晶体结构表征
4.3.2 电沉积金钴合金的晶体结构表征
4.4 电沉积金钴合金XPS分析
4.4.1 PCB硬金镀层XPS分析
4.4.2 金钴合金镀层XPS分析
4.5 本章小结
第5章 离子配位及电沉积过程研究
5.1 离子配位研究
5.2 电沉积过程研究
5.2.1 阴极极化曲线研究
5.2.2 电沉积成核生长过程研究
5.2.3 成核理论与实验偏差分析
5.3 电沉积有限扩散模型构建及表达式推算
5.3.1 电沉积成核生长有限扩散模型构建
5.3.2 电沉积成核生长模型的表达式推算
5.4 电沉积有限扩散模型对比论证及应用
5.4.1 有限扩散模型与理论模型的对比论证
5.4.2 有限扩散模型的应用
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
个人简历
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