温度对化学镀镍磷合金基体上置换镀金过程的影响

发布时间：2020-02-17 02:43

【摘要】：运用X射线荧光光谱仪、原子力显微镜及开路电极电势等方法系统研究了3种磷含量(质量分数)(4%,9%及11%)的化学镀Ni-P基体上的置换镀金沉积过程,并分析了镀金温度对该沉积过程的影响。结果表明:置换镀金过程中沉积速率、表面粗糙度和电极电势均发生明显的变化,对应了镀金时Ni-P电极表面状态的变化,与Ni-P合金基体中磷含量和镀金温度高低均有一定的关系。在磷含量不同的Ni-P合金基体上置换镀金时,沉积速率及电极电势随时间变化的规律基本相似。同一温度下镀金时,Ni-P合金基体中磷含量越高,电极电势越高,初始沉积速率越低。温度对置换镀金过程的影响较为复杂。在50~80℃范围内升高温度,镀金层粗糙度变小,电极电势变正;而当温度为90℃时,镀层粗糙度明显变大,电极电势也变负。镀金层的粗糙度大小与金层外观有一定的关系,即外观良好的镀金层,其粗糙度一般较小。
【图文】：

如在磷含量为4%的Ni-P基体上镀金时，温度在70~80℃范围内时所得金层为均匀金黄色；而温度过低（50、60℃）和过高（90℃）时，镀金层均有发红、发黑现象。磷含量为9%的Ni-P合金基体表面镀金温度较低（低于70℃）时，镀金层外观也有轻微发红、发黑现象；而磷含量为11%的Ni-P合金基体上所得置换镀金层外观均匀、呈金黄色。表明在所考察的温度范围内，Ni-P基体中的磷含量越高，所得镀金层外观越好，受温度的影响相对越校用AFM进一步研究了镀金温度变化对3种磷含量的Ni-P合金基体置换镀金层微观表面形貌的影响，结果如图2、图3、图4所示。由图可知，镀金温度在50~90℃范围内变化时，3种不同磷含量的化学镀Ni-P基体上所得置换镀金层表面形貌均为光滑的瘤状结构，这与以前的研究结果相似[5,9,10]。为了进一步研究温度变化对镀金层微观表面的影响，采用AFM仪器自带的SPIP软件分析了图2~图4的镀金层的表面粗糙度，结果如图5所示。图5中Ra表示试片表面各点相对于零平面的高度数值绝对值的算术平均值，Ry为试片表面峰顶线与谷底线之间的距离。通常这2个参数值越小，表明粗糙度越小，镀层表面越平整。图1不同磷含量的化学镀Ni-P基体上置换镀金速率随时间变化关系Fig.1Depositionrate-timecurvesofgoldimmersiononelectrolessNi-PsubstrateswithvariousPcontents图2磷含量为4%的化学镀Ni-P基体上置换镀金温度不同时镀金层表面的AFM图Fig.2AFMmorphologiesofthegoldcoatingonelectrolessNi-Psubstrateswith4%Pcontentatdifferentimmersiongoldtemperatures:(a)50℃,(b)60℃,(c)70℃,(d)80℃,and(e)90℃abcde21030509030012003600-0.050.000.050.100.150.200.250.300.350.40eDposition

·2014·稀有金属材料与工程第46卷图3磷含量为9%的Ni-P镀层上置换镀金温度不同时镀金层表面的AFM图Fig.3AFMmorphologiesofthegoldcoatingonelectrolessNi-Psubstrateswith9%Pcontentatdifferentimmersiongoldtemperatures:(a)50℃,(b)60℃,(c)70℃,(d)80℃,and(e)90℃图4磷含量为11%的Ni-P镀层上置换镀金温度不同时镀金层表面的AFM图Fig.4AFMmorphologiesofthegoldcoatingonelectrolessNi-Psubstrateswith11%Pcontentatdifferentimmersiongoldtemperatures:(a)50℃,(b)60℃,(c)70℃,(d)80℃,and(e)90℃由图5可知，当置换镀金温度由50℃升高到90℃时，磷含量为4%的化学镀Ni-P基体镀金层的粗糙度随温度升高先降低后增大。如温度为50℃时，Ra为13.7μm，Ry为58.5μm；当温度为80℃时，Ra则降为5.6μm，Ry为29.1μm；而当镀金温度升至90℃时，Ra则变为30.1μm，Ry变为183μm，是粗糙度数据中的最大值，，表明此时金镀层表面粗糙度最大。而磷含量为9%、11%的化学镀Ni-P基体镀金层的粗糙度变化趋势均为升高→降低→升高。当温度为80℃时，磷含量为9%的Ni-P基体镀金层的Ra为5.69abcdeY/mX/mY/mX/mY/mX/mY/mX/mY/mX/mabcdeY/mX/mY/mX/mY/mX/mX/Y/mX/mY/mm

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：2580289