应用于铝合金的低磷化学镀镍工艺研究

发布时间：2016-09-20 08:04

  本文关键词：应用于铝合金的低磷化学镀镍工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

《哈尔滨工业大学》 2014年

应用于铝合金的低磷化学镀镍工艺研究

冯荣坤  

【摘要】：铝制散热器，质量轻，导热性能好，在电子产品中得到广泛应用。但因可焊性差的缺点，限制了它们的进一步使用。为此，本文以1060铝材为基体模拟铝制散热器，开发一种低磷化学镀镍工艺，通过在铝上施镀3min获得一层约1μm厚的低磷镀层以提高其可焊性。 前期摸索研究中，发现通过降低络合剂与Ni2+络合能力的方式获得的低磷化学镀镍工艺，在进行周期实验时，容易浑浊，析出亚磷酸镍与氢氧化镍混合物，继而引发镀层磷含量的大幅上升；只能通过加入合适的络合剂并大幅度增强镀液络合能力才能既避免镀液浑浊又得到低磷镀层。故而决定开发强络合体系低磷化学镀镍工艺。使用具有交互作用的L8(27)正交试验表对乳丙体系化学镀镍工艺进行研究，表明以18g/L硫酸镍为主盐，能获得高沉积速率的工艺；次磷酸钠浓度对沉积速率与镀层磷含量影响效果最显著。 研究了柠檬酸、乳酸、苹果酸、络合剂CA-A、络合剂CA-B对沉积速率、镀层磷含量、表面形貌与络合能力等的影响，最终确定低磷化学镀镍工艺以CA-A为主络合剂，CA-B、苹果酸、乳酸为辅助络合剂。使用具有交互作用列的L16(215)正交试验表进行试验，得到低磷化学镀镍基础工艺，为硫酸镍18g/L，次磷酸钠21g/L，醋酸钠8g/L，CA-A6g/L，CA-B6g/L，苹果酸6g/L，乳酸3g/L，硫脲(TU)1.5mg/L，SDS10mg/L，pH值6.6，温度87-89℃，采用空气搅拌。该工艺镀速16.5-17.8μm/h，磷含量2.86-3.43mass%左右，pH缓冲能力与络合能力较强。 研究了基础工艺中各工艺参数(组分浓度、操作条件)、添加剂(Pb2+、Bi3+、Ag+、钼酸铵、Ce4+、TU、尿素等)对沉积速率与镀层磷含量等的影响，结果表明，基础工艺就是所需的优化工艺；还发现空气搅拌能加强TU的作用效果。而所研究的添加剂中，Bi3+、钼酸铵、尿素均能与TU一样抑制磷的析出，但作用效果不及TU。Bi3+与TU、尿素与TU间均存在拮抗作用，复配后反而引起镀层磷含量的上升；而钼酸铵与TU间则存在协同作用，但会在镀层中引入较多的Mo元素。最终仅使用TU作稳定剂。 研究了低磷化学镀镍的补加工艺与维护工艺。确定了补加液组成，其中每补加1g硫酸镍同时补加1.1g次磷酸钠，平均每MTO补加5.0mg/L TU。Zn2+不影响镀层磷含量，但会“毒化”镀液；TU的使用能提高镀液对Zn2+的容忍量；Zn在镀层中的沉积与镀液带出，能减少镀液中Zn2+的累积。镀液过消耗会引起镀液的失效，通过测定剩余镀液中硫酸镍与次磷酸钠浓度，补加适当的硫酸镍、TU、SDS及C液，能把镀液“救活”。 以二次浸锌后的1060铝试片为基体，在高装载量(2.4dm2/L)下施镀3min，对开发出的低磷化学镀镍工艺进行测试。发现二次浸锌前处理工艺影响Ni-P镀层的厚度与缺陷状况。通过调整浸锌工艺提高浸锌层品质，能降低化学镀镍过程中的活化时间，进而在3min施镀过程中提高Ni-P镀层厚度，减少基体裸露的风险。周期实验结果则表明，在前3MTO，使用所开发的低磷化学镀镍工艺进行施镀，所得镀层厚度0.7-1.2μm，磷含量则从开缸时的1.4mass%增加到第3MTO时的6.1mass%；继续施镀，镀液有失效风险。低磷化学镀镍处理后的铝试片，可焊性很好，结合力不错，，但耐蚀能力很差，需要进一步研究以改进工艺。

【关键词】：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG174.4
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 沈伟;铝件化学镀镍工艺[J];表面工程资讯;2005年02期

2 沈伟;化学镀镍的成本与价格[J];材料保护;2000年10期

3 郑振;李宁;黎德育;冯丽华;;低磷化学镀镍液补加方式对镀层的影响[J];材料保护;2010年05期

4 刘敏基;胡志超;丁毅;秦铁男;;玻璃表面低磷化学镀镍研究[J];电镀与环保;2011年04期

5 刘敏基;秦铁男;王小霞;丁毅;马立群;;玻璃基体碱性化学镀镍–磷合金工艺研究[J];电镀与涂饰;2010年09期

6 许乔瑜;何伟娇;;化学镀镍-磷基纳米复合镀层的研究进展[J];电镀与涂饰;2010年10期

7 曾振欧;王勇;张晓明;赵国鹏;;中温高磷化学镀镍复合配位剂的研究[J];电镀与涂饰;2011年10期

8 韩克平，方景礼;丁二酸对化学镀镍的加速和稳定作用[J];电镀与涂饰;1996年01期

9 王美媛,旷亚非,许岩;酸性化学镀镍中次亚磷酸钠阳极氧化行为的研究[J];电化学;1999年04期

10 李宁,黎德育,翟淑芳,邓娟利;化学镀镍液的长寿命技术[J];电镀与精饰;2001年01期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张翼;宣天鹏;;电磁屏蔽材料的研究现状及进展[J];安全与电磁兼容;2006年06期

2 于洪梅;李丹;徐春芝;;镀光亮镍添加剂中糖精钠含量的测定[J];鞍山科技大学学报;2006年03期

3 张欢;曲彦平;;化学镀法制备Ni-P/Al_2O_3特种陶瓷及性能[J];辽宁科技大学学报;2008年06期

4 孙华,冯立明;乳酸体系化学镀Ni-P合金复合稳定剂的研究[J];兵器材料科学与工程;2005年01期

5 毕虎才;卫英慧;侯利锋;余春燕;胡兰青;于斌;许并社;;热处理温度对AZ91D化学镀Ni-P镀层性能的影响[J];兵器材料科学与工程;2005年06期

6 宋宏峰;李忠厚;;铸铁件的镍-磷合金化学镀工艺及性能研究[J];兵器材料科学与工程;2006年01期

7 陈骐;熊克;卞侃;金宁;王帮峰;;一种新型柔性驱动器的制备和性能研究[J];兵器材料科学与工程;2009年02期

8 任鑫;杜学芸;初鑫;;硫酸铈对27SiMn化学镀Ni-Cu-P性能的影响[J];兵器材料科学与工程;2011年01期

9 任鑫;张若愚;杜学芸;谷永旭;;27SiMn钢化学镀Ni-Ce-P和Ni-Cu-Ce-P性能对比研究[J];兵器材料科学与工程;2012年02期

10 孟宣华,林晶,宗祥福;化学镀镍、模版印刷法制备倒扣芯片焊料凸点[J];半导体技术;2002年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 沈伟;彭德全;沈晓丹;;先进无机材料表面的金属化——ZnO薄膜技术[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年

2 沈伟;沈晓丹;;基体催化镀金技术的进展[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年

3 赵国鹏;樊江莉;袁国伟;梁国柱;;次磷酸盐体系中化学镀Sn—Pb合金的机理探讨[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年

4 徐瑞东;郭忠诚;朱晓云;翟成成;;化学镀锡最佳工艺条件的优化[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年

5 徐瑞东;郭忠诚;薛方勤;韩夏云;王军丽;;化学镀锡层成分、表面形貌及结构分析[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年

6 陈宇杰;罗韦因;刘钧泉;;用过氧化氢测定镀铬溶液中的铬(Ⅲ)[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年

7 牛振江;王费华;郁平;李则林;杜小光;;化学镀Ni-P合金耐蚀性的电化学研究[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年

8 胡光辉;吴辉煌;杨防祖;;化学镀Ni-P合金结构与耐蚀性关系[A];2004年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2004年

9 国栋;杨中东;樊占国;;表面金属化处理后的镁合金化学镀镍[A];2007（第13届）全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年

10 高荣杰;杜敏;;化学镀双层镍磷合金镀层封孔前后的耐蚀性[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 任富忠;短碳纤维增强镁基复合材料的制备及其性能的研究[D];重庆大学;2011年

2 李微微;“球—棒”状短碳纤维复合增强体设计及其环氧树脂基复合材料性能研究[D];上海交通大学;2011年

3 俞丹;壳聚糖对金属钯的吸附机理研究及在电磁屏蔽用导电织物制备中的应用[D];东华大学;2011年

4 刘正春;自组装化学镀及其应用研究[D];东南大学;2003年

5 周向阳;改性天然石墨的嵌/脱锂性能及嵌锂过程动力学的研究[D];中南大学;2002年

6 胡光辉;化学镀镍中添加剂作用和活化过程的机理研究[D];厦门大学;2004年

7 余海峰;新型AgC电接触材料制备及其性能研究[D];上海大学;2005年

8 杜艳;纳米镍粉的制备及在对氨基苯酚合成中的应用[D];南京工业大学;2005年

9 田斌;QFN封装电磁屏蔽用化学镀Cu的研究[D];天津大学;2004年

10 崔国峰;化学镀镍磷合金过程中磷的析出及其对镀层性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 曹晶晶;烧结NdFeB永磁材料化学镀Ni-Co-P合金防护层研究[D];河南理工大学;2010年

2 裴付宇;镀银滑石粉的制备及其在功能纺织品上的应用[D];浙江理工大学;2010年

3 李瑞雪;镁合金电镀工艺的研究[D];辽宁师范大学;2010年

4 刘学忠;化学镀Ni-P及Ni-P-PTFE耐海水腐蚀性能研究[D];中国海洋大学;2010年

5 王腾;添加剂和杂质对甲基磺酸盐酸性镀锡影响研究[D];沈阳理工大学;2010年

6 谢骏;AZ31镁合金直接化学镀镍磷合金研究[D];江西理工大学;2010年

7 陈艳容;脉冲电沉积镍合金工艺研究[D];昆明理工大学;2008年

8 王颜辉;无铅纯锡电镀镀层变色控制工艺及电镀自动化研究[D];电子科技大学;2010年

9 刘韧;环境友好型PTH工艺研究[D];中南林业科技大学;2009年

10 朱明杰;环境友好型退镍剂及其循环再生工艺的研究[D];中南林业科技大学;2009年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄新民,吴玉程,谢跃勤,宋皖英;Ni-P-纳米TiO_2化学复合镀层[J];中国表面工程;2001年03期

2 于光;化学镀(Ni—P)—MoS_2复合镀层的工艺及镀层性能[J];表面技术;1996年04期

3 赵善芬,张振邦;低温化学镀镍中络合剂作用研究[J];表面技术;1996年05期

4 曲彦平,李德高;化学镀Ni-P-Al_2O_3工艺及性能研究[J];表面技术;1999年06期

5 迟明磊;李宁;;低磷乳酸-丙酸体系化学镀镍工艺研究[J];表面技术;2006年04期

6 方信贤;;中温酸性化学镀镍磷合金组织和性能研究[J];表面技术;2007年04期

7 王海燕,于秀娟,周定,马焕明;国内外化学镀镍老化液净化再生技术研究现状[J];材料保护;2000年07期

8 陈一胜,张乐观,王勇;稀土对化学镀镍溶液稳定性的影响[J];材料保护;2002年04期

9 高加强,沈彬,朱建华,刘磊,胡文彬;化学镀镍-磷合金镀液的络合及其周期性变化[J];材料保护;2003年01期

10 曲彦平,宋影伟,李德高,田建军,闫平;Ni-P-TiO_2(纳米)化学复合镀工艺和性能研究[J];材料保护;2003年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 崔国峰;化学镀镍磷合金过程中磷的析出及其对镀层性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 邹建平;中温酸性化学镀镍-磷合金工艺的研究[D];昆明理工大学;2004年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王文忠;铝及其合金化学镀镍[J];电镀与环保;2001年04期

2 张永锋,崔昭霞,马玲俊;化学镀镍超载荷稳定性试验[J];电镀与环保;2001年04期

3 储荣邦;化学镀镍-锡-磷技术在山东通过鉴定[J];材料保护;2003年01期

4 黎德育,李宁,李柏松;粉体上的化学镀镍[J];材料科学与工艺;2003年04期

5 沈晓丹,沈伟;欧洲化学镀镍技术和管理[J];表面工程资讯;2005年02期

6 解长利;刘桂蓉;;化学镀镍溶液的再生处理[J];涂料涂装与电镀;2006年01期

7 张振华;;化学镀镍的发现、现状与发展[J];科技与企业;2011年12期

8 梅天庆;何冰;;延长化学镀镍溶液寿命的研究[J];电镀与精饰;2011年11期

9 陈静;;化学镀镍老化液中镍的处理与回收[J];天津科技;2012年01期

10 巩芳;;化学镀镍技术的研究现状与发展方向[J];技术与市场;2012年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 刘定富;王国海;;提高化学镀镍溶液使用寿命的务虚分析[A];2010’（贵阳）低碳环保表面工程学术论坛论文集[C];2010年

2 刘青松;刘朝阳;;化学镀镍液的处理及其老化液中镍盐的回收[A];2000年晋冀鲁豫鄂蒙六省区机械工程学会学术研讨会论文集（河南分册）[C];2000年

3 曹喜峰;;微孔中化学镀镍的应用[A];第七届全国化学镀会议论文集[C];2004年

4 沈伟;张钦京;;美国化学镀镍年会论文综述[A];第七届全国化学镀会议论文集[C];2004年

5 张钦京;杨德钧;;12年回顾——我国化学镀技术交流与发展巡礼[A];第七届全国化学镀会议论文集[C];2004年

6 王殿龙;武巍;戴长松;;无铅无镉光亮化学镀镍稳定性的研究[A];2007（第13届）全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年

7 陆剑芳;;化学镀镍连续生产工艺研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年

8 张惠新;;电子产品中轴类零件的化学镀镍[A];2009年全国电子电镀及表面处理学术交流会论文集[C];2009年

9 叶宏;孙智富;;镁合金化学镀镍研究[A];2002年材料科学与工程新进展（上）——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年

10 胡信国;;无污染化学镀镍技术的最新发展[A];2002北京电镀行业清洁生产研讨会论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 记者 黄文;[N];中国石化报;2000年

2 杨雄飞;[N];世界金属导报;2010年

3 记者 王振华 通讯员 黄文;[N];中国化工报;2000年

4 刘桂华;[N];中国房地产报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前6条

1 崔国峰;化学镀镍磷合金过程中磷的析出及其对镀层性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2006年

2 黄金田;木材化学镀镍及木质电磁屏蔽材料的制备[D];北京林业大学;2004年

3 谢治辉;镁合金化学镀镍溶液及其界面反应机理研究[D];湖南大学;2013年

4 陈晋日（TRAN TAN NHAT）;铝、镁合金化学镀镍机理与工艺研究[D];湖南大学;2012年

5 胡光辉;化学镀镍中添加剂作用和活化过程的机理研究[D];厦门大学;2004年

6 雷细平;镁合金沉积耐蚀金属镀层机理及工艺研究[D];湖南大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 范峥;化学镀镍新配方的开发及其废液的处理与回收再生[D];西北大学;2009年

2 冯燕;化学镀镍及其老化液处理的研究[D];浙江工业大学;2009年

3 王玮;综合法再生化学镀镍老化液的研究[D];大连理工大学;2010年

4 刘琼;低磷化学镀镍工艺的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

5 宫成云;电化学与化学法结合再生化学镀镍老化液[D];大连理工大学;2009年

6 李亭憬;镁合金化学镀镍溶液稳定性研究[D];湖南大学;2009年

7 雷艳丽;引信低粗糙度零件化学镀镍工艺技术研究[D];南京理工大学;2008年

8 曾建皇;聚氨酯海绵基体低磷化学镀镍工艺及机理研究[D];湖南大学;2002年

9 殷雪峰;用电渗析法净化化学镀镍老化液之研究[D];大连理工大学;2005年

10 高亚娟;聚丙烯酸酯作为化学镀镍前处理剂的研究[D];四川大学;2006年

  本文关键词：应用于铝合金的低磷化学镀镍工艺研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：118456