甲磺酸体系电镀铜锡合金工艺及其性能研究
发布时间：2023-03-04 07:07
电镀铜锡合金作为代镍电镀工艺具有镀层致密光亮、耐蚀性好、硬度适中、成本低廉、防扩散性能良好等优点,是应用最广的合金镀层之一,并随着镀镍层在装饰性领域逐渐被淘汰,铜锡合金越来越受到青睐。当锡的质量分数为8%15%时,铜锡合金电镀可在工件表面形成一层高装饰性的仿金镀层。氰化物电镀铜锡合金由于其毒性应用受到了限制,因此,研究开发一种工艺简单、环境友好、性能优良的无氰电镀铜锡合金镀液势在必行。本论文首先利用热力学分析了甲磺酸体系铜锡合金镀液的稳定性,通过使用大阳极小阴极、提高对苯二酚含量、将硫酸亚锡改为甲磺酸亚锡,优化镀液稳定性。通过初步筛选添加剂,实现了该体系下铜锡合金仿金电镀的可行性,发现添加剂F-28和PPDH对提高可操作电流密度范围具有较好的作用,尤其当F-28高于0.6 ml/L时,可在0.82.0 A/dm2范围内获得光亮的金黄色镀层。并通过目测观察法初步筛选了可实现仿金电镀的镀液组成和各工艺参数范围:0.120.14 mol/L Cu2+,0.020.03 mol/L S...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的意义
1.2 电镀铜锡合金的研究现状
1.2.1 焦磷酸盐体系
1.2.2 柠檬酸盐体系
1.2.3 硫酸盐体系
1.3 甲磺酸电镀体系的研究现状
1.3.1 甲磺酸镀锡
1.3.2 甲磺酸电镀锡基合金
1.4 甲磺酸体系电镀铜锡合金的研究现状
1.4.1 甲磺酸体系电镀铜锡合金最新进展
1.4.2 影响甲磺酸体系铜锡合金镀层性能的因素
1.4.3 甲磺酸体系电镀铜锡合金添加剂的介绍
1.5 镀锡镀铜添加剂的介绍
1.5.1 酸性镀锡添加剂的介绍
1.5.2 酸性镀铜添加剂的介绍
1.6 课题的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
2.1 实验药品及材料
2.2 实验仪器设备
2.3 研究方法
2.3.1 电镀流程
2.3.2 目测法观察仿金镀层外观色泽
2.3.3 镀层微观形貌和含锡量
2.3.4 电流效率的计算
2.3.5 电化学测试
2.3.6 孔隙率测试
第3章 甲磺酸体系铜锡合金镀液设计及工艺筛选
3.1 引言
3.2 镀液稳定性
3.2.1 镀液稳定性试验
3.2.2 镀液热力学稳定性
3.2.3 络合剂的筛选
3.3 合金电镀的可行性
3.3.1 原镀液性能及镀层外观
3.3.2 合金电镀的条件及仿金电镀的实现
3.3.3 含锡量对合金镀层外观和形貌的影响
3.3.4 添加剂的筛选
3.4 仿金电镀工艺筛选
3.4.1 镀液组成对镀层外观色泽的影响
3.4.2 电流密度对镀层外观色泽的影响
3.4.3 温度对镀层外观色泽的影响
3.4.4 搅拌速度对镀层外观色泽的影响
3.4.5 镀液组成和工艺条件的确定
3.5 本章小结
第4章 甲磺酸体系仿金电镀铜锡合金的性能表征
4.1 引言
4.2 铜离子浓度对仿金镀层性能的影响
4.2.1 铜离子浓度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.2.2 铜离子浓度对仿金镀层孔隙率的影响
4.2.3 铜离子浓度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.2.4 铜离子浓度对仿金镀层形貌的影响
4.3 锡离子浓度对仿金镀层性能的影响
4.3.1 锡离子浓度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.3.2 锡离子浓度对仿金镀层孔隙率的影响
4.3.3 锡离子浓度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.3.4 锡离子浓度对仿金镀层形貌的影响
4.4 电流密度对仿金镀层性能的影响
4.4.1 电流密度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.4.2 电流密度对仿金镀层孔隙率的影响
4.4.3 电流密度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.4.4 电流密度对仿金镀层形貌的影响
4.5 温度对仿金镀层性能的影响
4.5.1 温度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.5.2 温度对仿金镀层孔隙率的影响
4.5.3 温度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.5.4 温度对仿金镀层形貌的影响
4.6 搅拌速度对仿金镀层性能的影响
4.6.1 搅拌速度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.6.2 搅拌速度对仿金镀层孔隙率的影响
4.6.3 搅拌速度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.6.4 搅拌速度对仿金镀层形貌的影响
4.7 添加剂对仿金镀层性能的影响
4.7.1 添加剂F-28用量对仿金镀层性能的影响
4.7.2 添加剂PPDH用量对仿金镀层性能的影响
4.8 本章小结
第5章 甲磺酸体系电镀铜锡合金的电沉积过程
5.1 引言
5.2 电沉积铜、锡以及铜锡合金的电化学行为
5.2.1 电沉积铜的电化学行为
5.2.2 电沉积锡的电化学行为
5.2.3 电沉积铜锡合金的电化学行为
5.3 添加剂对电沉积铜、锡以及铜锡合金过程的影响
5.3.1 添加剂F-28用量对电沉积铜锡合金的影响
5.3.2 添加剂PPDH用量对电沉积铜锡合金的影响
5.3.3 两种添加剂对镀铜过程的影响
5.3.4 两种添加剂对镀锡过程的影响
5.4 镀液组成及工艺参数对电沉积铜锡合金过程的影响
5.4.1 不同铜离子浓度对电沉积铜锡合金过程的影响
5.4.2 不同锡离子浓度对电沉积铜锡合金过程的影响
5.4.3 电流密度对电沉积铜锡合金过程的影响
5.4.4 搅拌对电沉积铜锡合金过程的影响
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3753941
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的意义
1.2 电镀铜锡合金的研究现状
1.2.1 焦磷酸盐体系
1.2.2 柠檬酸盐体系
1.2.3 硫酸盐体系
1.3 甲磺酸电镀体系的研究现状
1.3.1 甲磺酸镀锡
1.3.2 甲磺酸电镀锡基合金
1.4 甲磺酸体系电镀铜锡合金的研究现状
1.4.1 甲磺酸体系电镀铜锡合金最新进展
1.4.2 影响甲磺酸体系铜锡合金镀层性能的因素
1.4.3 甲磺酸体系电镀铜锡合金添加剂的介绍
1.5 镀锡镀铜添加剂的介绍
1.5.1 酸性镀锡添加剂的介绍
1.5.2 酸性镀铜添加剂的介绍
1.6 课题的主要研究内容
第2章 实验材料及研究方法
2.1 实验药品及材料
2.2 实验仪器设备
2.3 研究方法
2.3.1 电镀流程
2.3.2 目测法观察仿金镀层外观色泽
2.3.3 镀层微观形貌和含锡量
2.3.4 电流效率的计算
2.3.5 电化学测试
2.3.6 孔隙率测试
第3章 甲磺酸体系铜锡合金镀液设计及工艺筛选
3.1 引言
3.2 镀液稳定性
3.2.1 镀液稳定性试验
3.2.2 镀液热力学稳定性
3.2.3 络合剂的筛选
3.3 合金电镀的可行性
3.3.1 原镀液性能及镀层外观
3.3.2 合金电镀的条件及仿金电镀的实现
3.3.3 含锡量对合金镀层外观和形貌的影响
3.3.4 添加剂的筛选
3.4 仿金电镀工艺筛选
3.4.1 镀液组成对镀层外观色泽的影响
3.4.2 电流密度对镀层外观色泽的影响
3.4.3 温度对镀层外观色泽的影响
3.4.4 搅拌速度对镀层外观色泽的影响
3.4.5 镀液组成和工艺条件的确定
3.5 本章小结
第4章 甲磺酸体系仿金电镀铜锡合金的性能表征
4.1 引言
4.2 铜离子浓度对仿金镀层性能的影响
4.2.1 铜离子浓度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.2.2 铜离子浓度对仿金镀层孔隙率的影响
4.2.3 铜离子浓度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.2.4 铜离子浓度对仿金镀层形貌的影响
4.3 锡离子浓度对仿金镀层性能的影响
4.3.1 锡离子浓度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.3.2 锡离子浓度对仿金镀层孔隙率的影响
4.3.3 锡离子浓度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.3.4 锡离子浓度对仿金镀层形貌的影响
4.4 电流密度对仿金镀层性能的影响
4.4.1 电流密度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.4.2 电流密度对仿金镀层孔隙率的影响
4.4.3 电流密度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.4.4 电流密度对仿金镀层形貌的影响
4.5 温度对仿金镀层性能的影响
4.5.1 温度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.5.2 温度对仿金镀层孔隙率的影响
4.5.3 温度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.5.4 温度对仿金镀层形貌的影响
4.6 搅拌速度对仿金镀层性能的影响
4.6.1 搅拌速度对仿金镀层含锡量和电流效率的影响
4.6.2 搅拌速度对仿金镀层孔隙率的影响
4.6.3 搅拌速度对仿金镀层耐蚀性的影响
4.6.4 搅拌速度对仿金镀层形貌的影响
4.7 添加剂对仿金镀层性能的影响
4.7.1 添加剂F-28用量对仿金镀层性能的影响
4.7.2 添加剂PPDH用量对仿金镀层性能的影响
4.8 本章小结
第5章 甲磺酸体系电镀铜锡合金的电沉积过程
5.1 引言
5.2 电沉积铜、锡以及铜锡合金的电化学行为
5.2.1 电沉积铜的电化学行为
5.2.2 电沉积锡的电化学行为
5.2.3 电沉积铜锡合金的电化学行为
5.3 添加剂对电沉积铜、锡以及铜锡合金过程的影响
5.3.1 添加剂F-28用量对电沉积铜锡合金的影响
5.3.2 添加剂PPDH用量对电沉积铜锡合金的影响
5.3.3 两种添加剂对镀铜过程的影响
5.3.4 两种添加剂对镀锡过程的影响
5.4 镀液组成及工艺参数对电沉积铜锡合金过程的影响
5.4.1 不同铜离子浓度对电沉积铜锡合金过程的影响
5.4.2 不同锡离子浓度对电沉积铜锡合金过程的影响
5.4.3 电流密度对电沉积铜锡合金过程的影响
5.4.4 搅拌对电沉积铜锡合金过程的影响
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
本文编号：3753941
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