硫代硫酸盐镀银层制备及高温抗变色性能研究

发布时间：2020-02-10 06:19

【摘要】：镀银层具有优良的导电性、可焊性及装饰性,在工程技术和装饰领域被广泛采用。目前我国航空企业仍以氰化镀银为主,但氰化物有剧毒,使用过程中会对人体产生危害,并且严重污染环境,因此急需一种无氰镀银工艺来替代氰化镀银工艺。本文针对镀银层高温变色的缺点,以镀银层高温抗变色性能为评价指标,探究了镀银层高温变色原因,寻找可以防止镀银层高温变色的方法;对浸银液成分和工艺参数进行优化,并对浸银液中铜置换银过程进行研究,结果表明:在硫代硫酸盐镀银体系中,浸银工艺可以防止铜离子带入镀液中,以免铜离子污染镀液。优化后的浸银液组成和工艺条件为:AgNO3为20g/L~25g/L,TU为100g/L~180g/L,pH值为1~2,温度为15℃~30℃,时间为2min~3min。在此工艺条件下制备的10μm的银层,2cm两点间的表面接触电阻为20μΩ,可焊性为10mm,导电性和可焊性均与氰化镀银层相当,硫代硫酸盐镀银镀液的分散能力、覆盖能力稍逊于氰化物镀液体系。通过XPS测试表明,铜在硫脲溶液会配位溶解生成一价铜离子,随着硫脲溶液的pH值的升高,铜在硫脲溶液中的配位溶解难度逐渐加大,在高pH值硫脲溶液中,铜表面会生成一层黑色膜层,阻碍铜在硫脲溶液中的配位溶解。高浓度的硫脲和银离子络合后,能够得到结合力优良的置换银层。借助SEM和EDS观察镀层表面形貌及镀层中各元素的含量及分布,测试结果表明银层高温变色的原因是由铜原子外渗所导致。在高温烘烤作用下,由于铜原子和银原子相互扩散,在铜银界面上形成了脆性银铜共结晶,镀层热扩散不均匀导致出现鼓泡裂纹,铜原子往外渗透扩散。铜原子在往外扩散时,被氧化为黑色氧化铜,同时基体内部含有硫、氧等物质也向外扩散,与银原子发生反应,致使银层发生变色。结合镀银层孔隙率的测试发现,镀银层孔隙率的降低有助于提高镀银层抗高温变色性能。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB306

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