水溶液沉积表面强化的研究王俊鹏（河南科技大学材料科学与工程学院，河南省洛阳市471003）摘要：本文研究几种不同的水溶液沉积表面强化的方法，有比较常用的电镀工艺和溶胶凝胶发和化学转化膜。电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。而溶胶凝胶发主要用于制备纳米材料的纳米薄膜，因为利用溶胶凝胶发制备的粉体可以达到1-1000nm，因此它被广泛应用于纳米膜的制备过程中。化学转化膜是金属或者镀层金属表层原子与介质中的阴离子相互反应，在金属表面生成附着力良好的隔离层，这层化合物隔离层称为化学转化膜。关键词：表面强化，电镀，溶胶凝胶，化学转化膜0引言随着高新技术的飞速发展，人们对提高材料的性能，拓宽其功能，延长仪器设备中零部件的使用寿命和提高经济性等提出了更高的要求。许多零部件的失效是由于材料表面不能胜任苛刻的服役条件所致，例如耐磨、腐蚀和表面氧化等。它们大多发生在零件的表面和近表面，或者先从表面开始，然后向内部扩散而导致零件失效，以至最终影响机械产品的性能、寿命。提高材料的表面性能对延长机械零件的使用寿命和发挥材料的潜力起着很重要的作用，由此应运而生的表面强化技术得到了快速发展，受到了广泛重视，成为当前材料科学研究中的重点领域之一。下面介绍几种常见的表面强化工艺。1电镀工艺目前电镀工艺广泛应用在国民生产的各个领域,只有认真操作才能有效节约能源、保护环境。在以下简单介绍一下有关电镀工艺的一些基本知识。电镀工艺的分类:酸性光亮铜电镀电镀镍/金电镀锡。工艺流程:浸酸→全板电镀铜→酸性除油→微蚀→浸酸→镀锡→浸酸→图形电镀铜→镀镍→浸柠檬酸→镀金。[1]流程说明。1.1浸酸。①作用与目的:除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在5%～10%左右,主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定。②使用C.P级硫酸,酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换,防止污染电镀铜缸和板件表面。[2]1.2全板电镀铜。①作用与目的:保护刚刚沉积的薄薄的化学铜,防止被酸浸蚀掉,通过电镀将其加后到一定程度。②全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸,采用高酸低铜配方,保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔的深镀能力;硫酸含量多在180到240克/升;硫酸铜含量一般在75克/升左右,槽液中可有微量的氯离子,作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果;铜光剂的添加量在3～5ml/L,铜光剂的添加一般按照千安小时的方法或者根据实际生产板效果来补充;全板电镀的电流一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积计算;铜缸温度一般控制在22～32度。③工艺维护:每日根据千安小时来及时补充铜光剂;检查过滤泵是否工作正常;每隔2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析并通过霍尔槽试验来调整光剂含量及时补充;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,及时补充钛篮中的阳极铜球;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损并及时更换;并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥;每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理;每两周要更换滤泵的滤芯。④阳极铜球内含有少量的磷,目的是降低阳极溶解效率,减少铜粉产生。⑤补充药品时,如添加量较大量硫酸铜或硫酸时,应分几次缓慢补加;否则会造成槽液温度过高,光剂分解加快,污染槽液。1.3酸性除油。①目的与作用:除去线路铜面上的氧化物,保证一次铜与图形电镀铜或镍之间的结合力。②使用酸性除油剂,生产时只需控制除油剂浓度和时间即可。1.4微蚀。①目的与作用:清洁粗化线路铜面,确保图形电镀铜与一次铜之间的结合力。②微蚀剂采用过硫酸钠。1.5浸酸。①作用与目的:除去板面氧化物,防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定。②使用C.P级硫酸酸浸,时间不宜太长,防止氧化。1.6图形电镀铜,又叫二次铜。目的与作用:为满足各线路额定的电流负载,各线路和孔铜需要达到一定的厚度,线路镀铜就是将孔铜和线路铜加厚到一定的厚度。1.7电镀锡。①目的与作用:图形电镀纯锡目的是用纯锡单纯作为...
