塑料电镀基础知识培训.docx

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1、塑料电镀基础知识培训一. 塑料电镀概述：1. 塑料电镀件的特点：塑料件电镀后，既保持了制品重量轻，抗蚀性好的特点，又赋予其金属的导电性，耐磨性, 装饰件等特点.它不仅可用于装饰品，还可用于某些具有特殊要求的零部件.塑料电镀件的性能:塑料电镀件与金属零件相比，有许多优越性.a. 重量轻 塑料的密度为0.9-2.2g/cm3,最轻的塑料是聚丙烯，密度为0.9-0.91 g/cm3,比水还 轻.b. 耐蚀性好 塑料件本身抗蚀性能比金属强,电镀后仍比金属强.c. 易成型塑料件易成型，一般形状的零件生产速度比金属快10倍以上.生产装饰性塑料 电镀件时,只要模具的表面粗糙度适宜，成型的塑料件可获得光滑的平

2、面，电镀前无需抛 光，即可获得高装饰性外观.二. 塑料电镀件的主要性能：塑料电镀件的主要性能是指塑料与金属的结合力，塑料电镀件 的机械强度，耐热性能，抗蚀性能，生产性能等五个方面.结合力 结合力的大小，与塑料本身的物料、化学性能有关.不同种类的塑料与金属镀 层之间的结合力相差很大.目前用作装饰性塑料电镀件,主要是ABS塑料，其次是改性 聚丙乙烯和聚丙烯.抗蚀性能：塑料电镀件因镀层组合以及镀层厚度的不同，其抗蚀性能有很大差别.塑料电镀件的抗蚀性之所以比具有同样镀层的金属件高，是因为塑料电镀件的腐蚀 不同于金属件的腐蚀.首先，塑料电镀件是按阳极保护机理进行腐蚀的.轻者，因铜镀层 的腐蚀镀层出现铜绿

3、或暗褐色斑点.可能弓【起局部镀层鼓泡或起皮;重者，由于铜镀层 完全被腐蚀，导致铜镀层溶解,镀层全部脱落.因此，对于要求抗蚀性能很高的塑料电镀 件，应采用双层镍加微孔铬镀层.其次，塑料与金属镀层不可能形成原电池，即使出现腐 蚀斑点,也不可能向深度延伸，仅作横向扩展.耐热性：塑料电镀件的耐热性能，主要取决于塑料本身的耐热能力，以及金属镀层的 结合强度.其次,也与金属镀层的耐热性能有关.不同种类的塑料，其耐热性能各不才目同.任何一种塑料电镀后，其耐热能力都将有不同程度的提高.如下表:ABS塑料的耐热性能和变形温席塑料名称热变形温度（C）镀层厚度（呻）耐热性能提高率（%）电镀前电镀后ABS85. 59

4、8. 6Cu30 Ni5 Cr0.215. 2.机械强度：塑料电镀件的机械强度与塑料的种类密切相关.一般情况下，塑料件电镀 后,其刚性均有所提高.生产性能：金属件的制作，一般要经过冲压、车、钳、刨、磨等繁杂的机械加工工序。 而塑料件只需成型，其生产效率比金属件快10倍以上，可节省大量的机械加工工时 及机械加工设备。另外，塑料密度小，比金属件成型省力、方便。一.金属与塑料结合的机理及影响因素：1. 金属与塑料结合的机理.机械结合论:目前,人们对于塑料与金属镀层间结合的机理主要有两种观点:一是机械结 合,另一种是机械结合兼化学结合,而以机械结合为主.机械结合论认为,ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）

5、塑料经过化学粗化后，其B组分（丁二烯） 被溶解掉，形成许多燕尾形的显微凹坑（即锁扣），化学镀时，沉积出的金属微粒将填满这 些凹坑，产生”铆接”效果，形成机械锁扣.因而,也把机械结合论称为锁扣论.机械-化学结合论：机械-化学结合论认为,塑料在化学粗化时由于溶液（有机或无机）的 蚀刻溶解作用，在塑料表层一成许多微小的凹坑、孔洞或沟槽。镀层深入凹坑、孔洞 或沟槽开成机械锁扣。同时，化学粗化也增强了塑料表面的化学活性，氧化生成亲 水基团，使镀层与塑料结合在一起，并具有一定的结合强度。对塑料件进行电镀，虽然对塑料电镀的各个环节均不可粗心大意，但关键是掌握好 粗化工艺。可以说，塑料电镀的成败，关键在于化学

6、粗化的好坏。2. 影响镀层结合力的主要因素.塑料种类为了保证镀层与塑料基体的结合力，在选择塑料时应当考虑：塑料的尺寸 稳定性要好，塑料表面的硬度要适中，抗拉强度不得小于2000N/cm2，塑料热变形温 度越高越好，选择适当的合成工艺，塑料的成型性好，以保证材料的均匀性，采用具 有良好电镀性能的电镀级塑料等等。.塑料电镀件的造型设计塑料电镀件的造型设计，应尽量减少锐边、尖角及锯齿形，不宜 有盲孔，尽量减少深凹、突出部分，应有足够的壁厚，尽量减少大面积的平直表面,不宜采 用长方形、V形槽.若塑料电镀件需要螺纹时，应采用米制粗螺纹，孔深大于螺纹30%,还应设计有足够的装挂位置，应易于脱模等等.塑压模

7、具的设计与制造在设计塑料电镀件用的模具时，应当考虑到电镀加工过程中的 各项要求,例如装挂位置、零件的电流分布等.还应考虑到塑料零件的成型过程中，使模 具温度控制在一定的范围内，即应在模具上设计适当的冷却系统.塑料零件的成型工艺 塑料零件的成型工艺，主要包括注射机的选择、成型树脂溶化温 度、注射压力、注射速度、模具表面温度、脱模等,这些因素对镀层结合力都有很大影 响.塑料种类不同，成型工艺则不同，成型工艺则不同.因此，在成型时应严格执行工艺规 范，否则不能电镀.塑料零件的表面预处理 塑料电镀件的表面预处理工序，主要有化学粗化、敏化、活化、 化学镀等，这些工序对镀层结合力的影响都很大.特别是化学粗

8、化，是镀前处理的关键工 序.金属镀层的结构与厚度 镀层的结合力与它的结构有关，其原因有两个方面:第一，不同 的金属镀层所具有的应力大小不一样.因此，对金属镀层的结构要求是:应力越小越好, 韧性越大越好，中间镀层（或起始镀层）与塑料应有十分接近的热膨胀系数，良好的韧性, 以及足够的厚度.三、化学镀前的准备化学镀前的准备，是指在塑料零件表面上，用一定的加工方法（通常用化学粗化、敏化、活 化），使之密布一层具有催化活性的金属微粒的全过程.1. 除油（碱性除油）不耐碱液的塑料（如玻璃纤维增强塑料,酚醛塑料等），不能采用碱性除油.2. 粗化 粗化是塑料电镀中最关键的工序，对塑料镀层结合力的影响最大.粗化

9、的目的 .增大金属镀层与塑料零件表面的接触面粗化后，塑料零件表面呈微观粗糙不平的状态, 从面增大了镀层与塑料的接触面. .塑料零件变成亲水体 粗化后，使塑料表面的聚合分子断链，由长链变成短链，并在断链 处形成无数亲水极性基团，使塑料零件由憎水体变成亲水体，有利于粗化后各道工序的 顺利进行.粗化的最终目的是提高镀层与塑料的结合力.粗化的种类 .机械粗化机械粗化可用砂纸打磨、滚磨、气喷、水喷、蒸汽喷磨料等方法其中喷砂、 砂纸打磨和滚磨法应用较广. .有机溶剂粗化先用有机溶剂对零件表面进行溶胀，然后用化学粗化液进行粗化,可获得 最佳粗化效果.、 .化学粗化目前国内外塑料电镀行业中95%以上都是采用化

10、学粗化法.因为此法除污垢 能力强，粗化速度快，效果好，适用范围广，配制简单，易于维护.粗化液中的三价铬含量,随着使用次数的增加而提高.有人认为，高铬酐型粗化液中，三价 铬的含量不应超过22g/L;低铬酐型粗化液进行过试验，结果是三价铬的含量达到56g/L时, 溶液仍可继续使用,但粗化速度显著下降.总之，当粗化液中三价铬的含量超过30g/L后，为 了保证产品质量，建议停止使用,应更换新的粗化液.粗化质量的检验塑料电镀件表面粗化质量的检验方法有两种:一种是仪器检验，另一种 是目测法.仪器检验方法复杂，不适合生产中使用，这里不予介绍.下面介绍目测法.目测法是把粗化过的零件洗净，吹干，观察表面绒状的白

11、色薄膜的厚度或均匀程度.观测 时，最好将零件表面与入射光构成45。的角度，人的眼睛也应从45。的方向上去观测，并 稍微转动零件，通过反射光强弱的变化，来判定粗糙程度。具有最佳粗化度的塑料零件表面，在显微镜下呈海绵状。用肉眼检验时，能明显地看 出表面不显光泽而略变暗。.ABS粗化液成分及工作条件.铬酐CrO380-450g/L硫酸H2SO4（密度 1.84g/cm3）380-430g/L温度60-68C时间5-15min（6）.影响粗化效果的几个方面：a. CrO 3的浓度，浓度越高粗化效果会越好，浓度太高，会粗化过度；b. H2SO4的浓度，其影响同CrO3;c. 温度的影响，温度低于60C时

12、粗化效果很差，60-70C最佳，过高会粗化过度；d. 粗化时间的长短；e. 三价铬的含量，控制在10-15g最佳；f. 粗化液粘度的影响，粗化液用久后，随着B成份的增加，其粘度增大。3. 敏化.敏化目的 敏化是使塑料零件表面吸附一层易于氧化的物质（催化膜），例如二价锡离子. 在活化处理时，该催化膜作为银或铜的还原剂,使银或铜附着于零件表面.若敏化液中的二价锡离子不发生水解,则塑料零件表面上沉积的二价锡数量与零件在敏 化液中的持续时间无关,而与下列因素有关： .与清洗条件有关，过低的清洗压力和流速，不利于水解产物氢离子的扩散,会减缓水解反 应速度;过高的压力与流速，又不利于凝胶状物质的形成与附着

13、. 与敏化液的酸度和二价锡离子的含量有关. .与塑料本身的组织结构有关. .与塑料表面的粗化程度有关. .与塑料零件本身的形状复杂程度有关. .与清洗水水质有关.敏化液成分及配制方法.敏化液成分及工作条件二氯化锡 SnCI2.2H2O盐酸 HCI锡条温度时间SnCI .2H OHCI10-20g/L10-20Ml/L1根室温5-10 min 、配制方法将需要量的氯化亚锡溶于部分盐酸溶液中，然后用蒸馏水稀释至规定的体积. 切忌把氯化亚锡溶于蒸馏水后再加盐酸.配制好后，在溶液中加入一锡条，以保证锡呈 二价状态.操作与维护 .敏化时,要多翻动零件，促使敏化均匀. .敏化后，要反复清洗，清洗水流速不宜

14、过大. .敏化后零件的颜色，应比未敏化时稍浅.如果敏化效果不好，可活化后再敏化. .随着使用次数的增多，溶液逐渐变成白色混浊状，应弃旧更新. .敏化液使用后，应密闭放置，以保持溶液的稳定性. .操作时，严禁带入其它酸液,以保证敏化效果及延长敏化液使用寿命.敏化处理是一种较为落后的方法，随着电镀技术的发展，这种方法将被淘汰.因为敏化后 的零件若稍微清洗不彻底，所得到的化学镀铜层就十分粗糙，颜色也不够红亮，而呈棕黑色. 由于铜层的不纯，导致导电率大幅度下降.但这种方法成本低，目前仍为国内外塑料电镀行 业所广泛采用.4. 活化活化目的经敏化的零件，浸入贵金属盐（钯、金、银）的溶液中,产生化学反应，在

15、零件表面 沉积卫层稀薄的贵金属，这个过程称为活化.当经过活化的表面浸入化学镀液中时，沉积 在上面的贵金属颗粒就成为催化中心，使化学镀得以进行.离子型活化液.硝酸银型 .活化液成分及工作条件硝酸银 AgNO31.5-2g氨水 NH .HO至溶液透明100Ml温度18-301时间0.5-5 min .活化液中各组分的作用，硝酸银是溶液中的主盐。供给银离子，氨水的加入，可以减 少银离子在空气中遇光分解的速度，提高活化液的稳定性。 .操作与维护在操作过程中，应注意防止将敏化液带入活化液。要不断翻动零件。活 化液应避光，溶液中的银粒应及时滤去。重视银的回收。2) .氯化钯型 .活化液成分及工作条件氯化钯

16、FPdCl20.5g/L盐酸HCl10g/LPH 值1.5-2.5温度15-251时间0.5-5 min .操作与维护基本上与硝酸银型活化液才目同.胶态钯活化液1) .配方 .甲液氯化钯PdCl21g盐酸HCL100M1水200mL氯化亚锡SnC12.2H2O2.53g .乙液盐酸 HCL200M1氯化亚锡SnC12.2H2O75g锡酸钠Na2SnO3.3H2O7g2) .配制方法 .甲液的配制 把氯化钯充分溶于100mL盐酸和200mL蒸馏水的混合液中，在282C的 条件下，加入固体氯化亚锡，并在不断搅拌下反应12 min. .乙液的配制将计算量的氯化亚锡加入到需要量的盐酸中，不断搅拌至完全

17、溶解后，再 加入计算的锡酸钠，此液为一种白色的乳浊液. .混合稀释把预先配制好的乙液，在不断搅拌下，缓慢倒入甲液中，并稀释到1L,即为棕褐 色的胶态溶液.3) .维护为了避免将零件清洗水带入活化液，活化前可将零件在下述溶液中浸渍1-3 min.氯化亚锡SnC12.2H2O40g/L盐酸HCL100mL/L .活化之后应设回收工序. 活化一段时间后，发现溶液分层时，可按活化液的实际容量加入10-20g/L氯化亚锡，消除 分层现象. .当温度低于15C时，活化效果不好,应加温至要求条件. 注意过滤泵内不能有空气，否则钯水易失效。4）钯水活化效果的影响a. PdCl2含量 含量高效果好，控制在30-

18、60ppm最佳；b. 温度温度过低，效果不好；过高影响使用寿命，控制在20-28C最佳；c. 时间的长短；d. SnCl2的含量，控制在2-3g最佳。e. 过滤泵循环过滤转数，若不够会影溶液内部均匀性；f. 增加摇摆，可减少因有气体而漏镀；g. 六价铬的含量，含量达到一定程度，溶液须报废；h. 盐酸的含量，可维持胶体的稳定。.三种活化液的比较 .硝酸银型硝酸银较易购买，一次投入成本低.它与化学镀铜配合，适用于多种塑料的镀 前处理，但溶液不够稳定,遇光极易分解发黑. .氯化钯型溶液稳定，使用简单，易于调整和维护，对铜和镍均有催化活性，但药品稀少，价 格昂贵，不易购买,一次成本高. .胶态钯型 比

19、上述两种活化液要稳定得多,维护使用方便.对ABS塑料零件可提高镀层 结合力，但配制麻烦，一次投资成本高，使用范围较窄.还原或解胶 还原 用硝酸银型或氯化钯型 活化液活化及清洗后，必须进行还原处理，其目的是除去镀件表面上残存的活化剂，防止将它们带入化学镀液.用硝酸银型活化液活化后，可在下述溶液中还原：甲醛 HCHO（36%-38%）1份（重量比）水9份温度室温时间0.5-1 min .解胶用胶态钯活化液活化后的镀件，表面上吸附的是一层胶态钯微粒.这种胶态钯微粒无催化活性，不能成为化学沉积金属的结晶中心，必须将钯粒周围的二价锡离子水解 胶层脱去，裸露出具有催化活性的金属钯微粒（见图3-7）.其方法

20、是把经过胶态钯活化液 活化后的镀件，放在含氢离子(H+)、氢氧根离子(OH-)等的溶液中，浸渍数秒到1 min,此 过程称为解胶.(a)未解胶(b)已解胶解胶液成分入工作条件如下：配方一 氢氧化钠 NaOH50g/L水950mL/L温度室温时间0.5-1 min配方二盐酸HCL100mL水900mL温度40-45 时间0.5-1 min配方一易产生积点，使用较少配方二成本低，使用方便,效果好，生产中应用最广.敏化后的工序检验 敏化后的零件表面比未敏化的颜色稍浅一些，这是较难判断的.因此, 大多数都是在活化后进行自检.活化后的零件表面颜色明显变深.使用硝酸银型活化液活 化后的镀件,表面呈浅褐色.

21、否则，应重新敏化、活化.四.化学镀前处理新工艺简介1. 粗化-活化一步法ABS塑料件表面的化学粗化与活化可同时进行.下面介绍铬酸型粗 化-活化一步法溶液成分及工作条件：铬酐CrO350-400g/L硫酸H2SO4(密度 1.84g/cm3)150-200mL/L硝酸银AgNO35-10g/L温度60-70C时间25-40 min用这种溶液处理后，再在甲醛:水为1:9的混合溶液中，室温下处理1 min,即可进行化学镀 铜.如果需进行化学镀镍,则可使用下述化学粗化液成分及工作条件：铬酐CrO3150-200g/L硫酸H2SO4（密度 1.84g/cm3）150-200mL/L磷酸H3PO4500-

22、600mL/L氯化钯PdCl21-5g/L温度60-70C时间30-60 min用这种溶液处理后，再用10-30g/L的次亚磷酸钠溶液处理1 min，即可进行化学镀铜或化 学镀镍.2. 溶剂-银盐法.溶液的组成及配制 .溶液成分及工作条件（体积比）1,2-二氧乙烷5%-30%酒精70%-95%银离子 Ag+1-10g/L温度18-23 时间3-20 min 配制方法用少量蒸馏水溶解银盐，加少量氨水滴至澄清，加入1.2-二氯乙烷，搅拌均匀, 再加入酒精，搅拌均匀.溶液的作用溶剂1,2-二氯乙烷与塑料接触时，即被吸附到塑料表面上，一面使塑料发生 极微弱的选择性溶解，一面浸入到塑料分子中，从而改变了

23、塑料表导牟结构，质量和体积，亦 即对塑料表层起了溶胀作用.在溶胀过程中，溶液中的银离子被渗透,附着到溶胀的表层或 表面上.在溶剂处理后，塑料表面上的银离子随溶剂的挥发和在下一道干燥工序中，还原成 金属银的微粒，成为化学镀铜的结晶中心.干燥 干燥的方法是，把溶剂处理后的零件，自然干燥8-24h，于40-70C的温度下烘烤 30-60 min .这是提高镀层附着力的关键工序.浸蚀或开裂在溶剂处理前，应进行弱浸蚀或溶剂开裂处理，以提高镀层结合力. .浸蚀浸蚀液成分及工作条件如下：高锰酸钾 KMnO440-50g/L硫酸 H2SO4（密度 1.84g/cm3）40-60mL/L温度60-75C时间15

24、-20 min用上述溶液浸蚀之后，零件表面有一层二氧化锰（MnO）必须在下列溶液中去除： .溶剂开裂溶剂成分及工作条件如下：冰醋酸CH3COOH90%-95%（体积比）氯化亚锡 SnCl2.2H2O5-10g/L温度室温时间3-5 min.注意事项 .溶液中含水量要低. .要严格控制工作条件. .溶液经过一段时间的连续使用，大约每升溶液处理20dm2后，颜色会逐渐变成棕黑色，溶 液底部有许多颗粒存在，此时应过滤，补加药品. .在溶胀过程中，应不断翻动零件,促使表面均匀溶胀.3. 溶剂-钯盐法溶液成分及工作条件（体积比）CD-817B10%酒精 CH3CH2OH90%二氯化钯 PdCl20.2g

25、/L盐酸 HCL（密度 1.19g/cm3）0.4mL/L温度20C时间5-10 min.配制方法将二氯化钯0.2g溶于一定量的浓盐酸中（一般以0.4mL为宜），加热浓缩至红棕 色的溶液，此时pH值应为2.2，最后用计算量的CD-817B与酒精混合液稀释至1L.溶液的维护与使用溶液的维护与使用基本上与溶剂-银盐法相同.五.化学镀化学镀的目的，是为了在塑料件表面形成一层导电的金属层,从而为塑料电镀创造条件.1. 化学镀铜化学镀铜是在催化剂存在下的氧化还原过程.虽然金属铜本身具有一定的 催化作用,但其作用较弱.为了加速反应，生产中多采用金属银作催化剂.化学镀铜液主 要由两部分组成:一部分是含有铜盐

26、的溶液;另一部分是含有还原剂的溶液.这两种溶液 预先配制，在使用时再将它们混合在一起.通常前者称为甲液，后者称为乙液.（1）.镀液配方及工作条件常用的化学镀铜液成分与工作条件如下：甲液硫酸铜CuSO4.5H2O14g/L酒石酸钾钠 KnaC4H4O630-50g/L氢氧化催 NaOH6-9g/L碳酸钠 NaCO34g/L氢化镍 NiCl24g/L乙液 甲醛(37%) HCHO20mL/L溶液pH值12(2).镀液中各组分的主要作用 .硫酸铜镀液主盐.也可用硝酸铜，氯化铜,碳酸铜，酒石酸铜等作为主盐.它们都可供给二 价铜离子. .酒石酸钾钠 镀液络合剂.也可用乙二胺四乙酸，甘油，氨三乙酸，三乙醇

27、胺作络合剂.其作 用是使铜呈溶解的络合状态而存在，防止二价铜离子在碱性介质中产生氢氧化铜 Cu(OH)2沉淀;同时还可以控制溶液中二价铜离子的浓度，使化学镀得以正常进行.另外, 还具有缓冲剂的作用,以维持溶液的pH值. .氢氧化钠和碳酸钠用甲醛还原铜，在碱性溶液中才具有很强的还原能力，因此氢氧化钠 的加入主要是提供还原反应所需要的碱性环境.溶液中加入碳酸钠的目的也是为了保持 溶液的pH值,使还原反应得以正常进行. .甲醛 是一种还原剂.在酸性溶液中的还原能力极弱.在碱性溶液中还原能力很强. .氯化镍氯化镍的加入，可促使反应加快进行，使镀层更加光滑，有利于提高镀层结合力.沉积机理简述 零件经过活

28、化处理后，表面上附着一层催化金属(通常是银或钯),当它与 化学镀铜液接触时，铜离子优先还原沉积在催化金属微粒的周围，这时已产生了肉眼看 不见的不连续的铜层.尽管铜自身的催化活性很弱，但它毕竟还是具有一定的自催化活 性,故这些催化中心继续得到铜离子并逐步扩大，由不连续的无数催化中心、变成连续的 铜层,最后得到一层可以看见的棕红色铜镀层.影响镀铜速度的因素. .pH值 提高溶液的pH值，铜的沉积速度加快，同时也加快了氧化亚铜(Cu2O)生成的反应 速度.当pH值11时，化学镀铜的速度非常缓慢;当pH值太高，氧化亚铜生成速度加快, 溶液内部的沉积速度非常缓慢:当pH值太高，氧化亚铜生成速度加快，溶液

29、内部的沉积速 度增大，二价铜离子骤然降低，不仅造成了镀液迅速分解，同时沉积速度也降低.当镀铜开 始的瞬间,pH值为12.2时,铜离子被还原到一半以后,pH值下降到10.3;若开始镀铜的pH 值为12.8时，铜离子全部被还原后,pH值也只下降到12.4pH值更高时，镀铜过程中pH 值无明显变化.因此，严格控制化学镀铜液的初始pH值，对于整个镀铜过程速度有很大影 响. .二价铜离子的浓度一般说来，镀铜速度随二价铜离子的增加而提高，但镀铜速度达到一 不定值时，将随二价铜离子的增加而降低. .甲醛的浓度 提高甲醛的浓度,镀铜速度加快.但当甲醛浓度已经很高时，再提高其浓度, 对镀铜速度的增加不明显. .

30、酒石酸钾钠和二价铜离子的比值当它们的比值小于3时，提高酒石酸钾钠的浓度，可以 提高镀铜速度;当它们的比值大于3时，再提高酒石酸钾钠的浓度，对镀铜速度的增加甚 微，反而使溶液的稳定性变差，对生产极为不利. .溶液的温度 液温升高，可提高镀铜速度，但氧化亚铜的生成速度也加快.这时，不仅得到 的镀层疏松，粗糙，结合力差，而且将促使溶液自动分解.溶液温度过低，镀铜速度变慢. .镍,锌，锑等金属的影响 添加镍盐，可得到光滑，结合力好的高质量镀层，但会降低铜的还 原速度.化学镀铜液中含有二价锌(Zn2+),三价锑(Sb3+离子时，铜的还原速度也会降低.例如 当pH为12.5时，溶液中三价锑的含量为0.02

31、mol/L,这种镀液已不能沉积出铜.溶液中有 铅离子存在时,会显著降低溶液的稳定性.添加适量的锑和铋，可使镀铜液更加稳定，所获 得的镀层具有良好 的韧性.添加 少量的钙盐(0.01-0.03mol/L),能显著提高铜的沉积速度, 但添加量不宜超过0.06mol/L,否则镀铜将被终止，镀层变暗，导电性差.化学镀铜液的稳定性.化学镀铜的最大缺点是镀液不稳定.在化学镀铜中,沉积速度与镀 液的稳定性是相矛盾的.通常，沉积速度高的化学镀铜液，往往稳定性较差,在短时间内使 用后便失效.化学镀铜液不稳定的原因之一，是由于甲醛与二价铜离子发生反应，生成氧 化亚铜(CU2O).而氧化亚铜又进一步反应，生成金属铜

32、粒子，不规则地分散在镀液中，成为 镀液自然分解的催化中心，造成镀液不稳定.向镀液中添加能络合一价铜的络合剂，如硫 脲,2-疏基苯骈噻唑,亚铁氰化钾等，对抑制甲醛与二价铜离子的反应和稳定镀液有一定 的效果.这些添加剂的量一般都较少，用量过高会导致镀铜速度显著下降,甚至使反应停 止.用空气搅拌或添加双氧水(H2O2),使一价铜氧化成可溶解的二价铜，避免Cu2O的生成，同样 可使镀液稳定性提高.另外，降低镀液中铜的浓度，减少装载量(小于2.5dm2/L),定期过滤镀 液,都可以提高镀淮的稳定性，延长使用寿命.2. 化学镀镍 在装饰性塑料电镀中，为了获得导电底层，除了采用化学镀铜外也采用了镀 镍，且化

33、学镀镍液比化学铜液稳定.镀液成分.镀液中各组份的作用 .硫酸镍 镀液主盐，供给镍离子.也可以用氯化镍，但因氯化镍比硫酸镍贵，又易结块，操作 不便，故常用硫酸镍. 柠檬酸盐柠檬酸钠、醋酸钠等都是络合剂.它与镍离子形成络合物，防止产生氢氧化镍 Ni(OH)2沉淀，又作缓冲剂防止pH的迅速下降.它能控制镍离子的浓度,使镀镍顺利进 行. .次亚磷酸钠次亚磷酸钠、硫酸肼、硼氢化合物等都是还原剂.通过催化脱氢的作用，综 们能提供活泼的氢原子，把镍离子还原成金属镍. .氯化铵氯化铵和氨水是缓冲剂，用于调节镀液的pH值.沉积机理简介 化学镀镍的反应如下:溶液中的次亚磷酸根离子(H2PO2-),在固体催化剂 (

34、如钯等)表面上脱氢,并生成次磷酸根离子(HPO32-)和原子氢(吸附在固体催化剂表面)源 子氢很活泼，可使镍离了还原成金属镍，而本身则氧化成氢离子.另外，部分的次亚磷酸根 离子同样地被氢原子还原成单质磷(P),这个反应是周期的进行的，其反应速度取决于固- 液界面上的pH值，只有当固液界面的pH值变得足够低时，反应才会发生.除上述反应外, 化学镀镍还会发生析氢的副反应.反应式如下：2H2PO2-+2H2O+Ni2+Ni+H2 t +4H+2 HPO32-H2PO2-+H-f P+H2O+OH-副反应：H2PO2-+H2Of H+ HPO32-+H2 f从以上可以看出：化学镀镍沉积出的金属镀层，实

35、质上镍和磷的合金，磷的含量在 8%-10%.影响镀镍速度的主要因素 .镀液的浓度碱性镀镍液在pH值比较稳定的条件下，镀镍速度与镍离子浓度基本无关, 而主要取决于次亚磷酸盐的浓度.当次亚磷酸盐成倍地增加时，镀镍速度也成倍地增加;当 次亚磷酸盐浓度过高时，镍的沉积将会在整个镀液内部及催化表面进行，使镀液稳定性降 低. .镀液的温度 提高镀液的温度,镀镍速度加快，但镀液稳定性下降，使用寿命缩短.同时氨 的挥发速度加快，对操作刺激性增强，镀液中pH值下降快,需要经常调整，否则会降低镀镍 速度.因此，温度太高对镀镍不利. .镀液的pH值 镀镍速度随pH值的提高而增加，但pH不能过高，否则会降低镀液的稳定

36、 性.此外,pH值越高，氨的挥发速度也就越快. .负载量与化学镀铜类似，负载量过大，镀镍速度迅速降低.负载量过低，镀镍速度太快，镀 镍液稳定性下降;同时，生产性能也差.负载量以低于2.5dm2/L为宜.(5) .化学镀镍液的稳定性含次亚磷酸盐的化学镀镍液比较稳定，在镀液配方和工作条件正确时，一般都能长期使用，在镀液本体中没有镍的还原反应发生.化学镀镍液分解时的现象是:镀液颜色由蓝逐渐变成蓝白色，此时镀液中的气泡析出速 度由弱变强，可以闻到强烈的氨气味.若镀液变成绿色时，不再析出气泡，氨气味减弱，这时镀 液的pH值大约在7以下.(6) .化学镀镍与化学镀铜的比较最近，有不少的科学工作者做了大量实

37、验，证实了化学镀镍 层比化学镀铜层具有更优越的综合性能.镀铜：一. 铜的性质及铜镀层的用途：1. 铜的性质:外观呈玫瑰红色，有光泽.具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电气产品 中作导电器件，如电镀中的电源导线,汇流排，接线夹导.铜的原子量为63.54,密度为8.9 g/cm3熔点为1083C,标准电位为+1.34V.铜易溶于硝酸,也易溶于加热的浓硫酸中,在盐酸和稀硫酸中作用较慢.铜在空气中易氧化, 表面生成黑色氧化铜(CuO)，失去原来的色泽.受潮湿空气中二氧化碳的作用,生成灰绿色的 碱式碳酸铜，俗称”铜绿”.2. 铜镀层的用途:铜镀层常作为钢铁件装饰镀层的底层和其它多层电镀的中间层，以提高

38、 基体金属和镀层的结合力，同时也有利于表面镀层入槽初镀时的顺利沉积.二. 镀铜工艺类型：按镀液性质分类，可分为氰化镀铜，硫酸盐镀铜，焦磷酸盐镀铜，柠檬酸盐镀铜等.三. 焦磷酸盐镀铜：焦磷酸盐镀铜的优点是镀液呈碱性，对设备腐蚀不严重，电流效率高，可获得较厚的铜镀 层.缺点是成本较高,槽液浓度较高，电阻较大.1. 镀液成份及工作条件：焦磷酸铜 CU2P2O732-36g/L焦磷酸钾 K4P2O7.3H2O210-240g/LP 比10.5-11.5PH9.0-9.4电镀过程中调节PH值用复磷酸温度502C阴极电流密度0.5-1.5A/cm2阳极电解铜粒加两层阳极袋搅拌方式空气搅拌2. 镀液中各组份

39、的作用：.焦磷酸铜镀液的主盐，其作用是供给铜离子.焦磷酸钾镀液的主要络合剂.选择钾盐是因为焦磷酸钾的溶解度大于焦磷酸钠络合 物的结构形式随溶液PH值不同而变化.本工艺使用PH值在8-10，这时当溶液中有过量的 焦磷酸根存在时，络合物比较稳定，其络离子形式为Cu(P2O7)26-.PH值PH值是焦磷酸盐镀铜的重要条件之一。PH值过高可用复磷酸调整。四. 硫酸盐镀铜：硫酸盐镀铜成份简单，成本低，电流效率高，沉积速度快，能够在镀液中直接获得镜面光亮的铜镀层.1.镀液成分及工作条件：硫酸铜 CUSO4-5H2O180-240g/L硫酸H2SO4(68-72g/L)45-90g/L氯离子CL-400-1

40、00g/L添加剂开缸剂5-10ml/L添加剂主光剂0.3-0.8 ml/L添加剂走位水0.5 ml/L阴极电流密度1-6A/dm2阳极电流密度0.2-2.5A/dm2电压3-9C温度20-45C(20-26C)阳极(0.05%-0.3%)含磷铜阳极袋三层阳极袋2.镀液中各组份的作用：.硫酸铜镀液主盐，供给金属铜离子（CU2+）.其含量应严格控制在工艺范围之内.过高 硫酸铜易析出结晶;过低，镀层光亮度下降，电流密度范围窄.硫酸起导电作用，同时可使镀层细致，硫酸含量太低,阳极可能溶解下来一价铜离 子，水解生成氯化亚铜（俗称铜粉）造成镀层起砂.硫酸含量高，可稳定铜液，但镀层光亮度低.氯离子 过多过少

41、的氯离子都会影响镀层的光泽及整平性.最佳浓度范围60-90mg/L.氯离子过少会出现树枝状条纹，过多时影响低电流区光亮度及整平性.开缸剂主光剂走位水开缸剂：不足时会使镀层高中电位出现条纹状，过多时低电位区会产生云雾，消 耗量：40-60ml/kAH；主光剂：含量过多时镀层会出现条纹状，低电位发雾，消耗量：40-80ml/kAH；走位水：含量不足时会影响光亮度，镀层容易烧焦，过多时会影响低电位填平及 发暗，消耗量：50-100ml/kAH。.温度温度对镀铜溶液影响较大，温度过低，硫酸铜容易析出结晶,溶液温度过高，光 亮剂消耗量大.3. 镀液的配制：将计算量的硫酸铜用纯净水溶解,（水为槽体积的三分

42、之二，温度最好在50-60C）加 入少量化学纯的硫酸（加量为配量的十分之一）.加入0.5-1ml 3%的双氧水，搅拌30min,再加入3-5g/L,继续搅拌1小时.静置过滤，然后加入剩余量的硫酸，加水至规定体积，搅拌均匀，加入计算量的添加剂 及氯离子，加水至规定体积，搅拌均匀，低电流密度电解数小时后试镀.4. 配制镀液时注意事项：.溶解硫酸铜时，加硫酸的作用是防止硫酸铜水解.但不能加多.因加入硫酸后，硫酸铜的 溶解度降低，硫酸含量越高,硫酸铜溶解度越低.硫酸加入时要特别小心，在搅拌下慢慢加入，因为硫酸与水作用放出大量的热，加得过急, 会引起局部溶液沸腾飞溅烧伤皮肤.硫酸铜溶解后，必须经双氧水及

43、活性碳处理.5. 操作注意事项：.为防止”铜粉”落入槽液弓【起镀层起砂，阳极需用含磷0.1%-0.3%的铜板，同时需用涤 纶绒布做成阳极袋,将阳极装好.).光亮剂的补加原则是少加，勤加.本工艺要求用阴极移动或空气搅拌.光亮镀铜后，在进行后续镀层前，必须进行除膜及活化处理，否则会造成后续镀层结合 力不良，特别是镀镍未经除膜及活化处理，经常出现镀镍层起泡剥皮.镀镍一、镍的性质和镍层的用途镍是银白色微黄的金属，具有铁磁性，密度8.9g/cm3 ,熔点为1453C，金属镍易溶 于稀硝酸，难溶于盐酸和硫酸，在硝酸中处于钝化状态。镍镀层的孔隙率高，只有当镀 层的厚度超过25微米时才基本上无孔。镀镍层主要用

44、于防护性和功能性两方面。二、镀镍的典型工艺硫酸镍250-350g/L氯化镍30-60g/L硼酸35-50g/L添加剂适量操作条件阴极电流密度 阳极电流密度 温度PH值2-10A/dm21-4A/dm250-60C3.5-4.5空气搅拌1-2立方米/平方英尺溶液表面三、镀液成分和工艺规范的影响1. 镍盐 硫酸镍和氯化镍是供给镍离子的盐。硫酸镍的含量范围较大，大致在 100-350 g/L之间。低浓度的镀液其覆盖能力较好，镀层的结晶较细致，容易抛光，但是 阴极电流效率较低，允许的阴极电流密度范围提上限值较小。含量在300g/L左右的高浓 度的镀液，镀层色泽均匀，允许采用较高的电流密度，沉积速度快。

45、氯化镍作阳极活化 剂。一方面氯离子可以活化阳极，另方面，镍离子可以补充溶液中镍的浓度。2. 缓冲剂硼酸是最常用的缓冲剂，在镀镍溶液中具有稳定PH值的作用。在镀镍 过程中，镀液的PH值必需保持在一定的范围内，一般为3.85.6.PH值过低,H+易于放 电,降低镀镍的电流效率，镀层容易产生针孔.PH值过高，镀液混浊，阴极周围的金属离子会 以金属氢氧化物的形式夹入镀层中，使镀层的机械性能恶化，外观粗糙.硼酸添加量为30 35g/L,低于20g/L时，缓冲作用较弱,PH值不够稳定,并易产生针孔，当含量达到31g/L以上 时,才有显著作用，但不能过高，因为硼酸在常温下的溶解度约40g/L左右.硼酸除了具

46、有缓冲PH值效果外,还有使镀层结晶细致、不易烧焦。若采用高电流密 度时，应该采用硼酸含量较高（40g/L）的镀液。四、多层镀镍若产品耐腐蚀要求高，镀镍则采用多层镀镍：半光镍-光镍-封口镍-光铬。1. 双层镍 双层镍即半光亮镍/光亮镍。其镀镍工艺是首先在在基体上沉积一层半 光亮、整平性好、含硫量很低、柱状组织的镍层，然后再镀上一层含硫量较高的、层状 组织的全光亮镍层。最好控制：半光亮镍厚度：光亮镍厚度=3: 2。双层镍耐蚀机理：两层镍的含硫量不同，使它们的电极电位不同，含硫量高的光亮镍 电位较负，含硫高的半光亮镍电位较正，当腐蚀介质通过铬层的孔隙或裂纹腐蚀光亮镍 层，并穿透光亮镍层到达半光镍层时，两层镍组成腐蚀微电池，光亮镍层优先腐蚀，这 样腐蚀的方向由纵向转为横向发展，半光镍层受到保护，从而保护了基体。2. 三层镍 三层镍即是半光亮镍/光亮镍/镍复合层（镍封闭）。其镀