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《华南理工大学》 2011年
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无氰电镀铜锡合金代镍工艺研究

姜腾达  
【摘要】:镍镀层由于其优良的装饰性和防护性获得了广泛的应用。随着工业的发展,世界上镍的用量越来越大,而镍的资源有限,因此镍的价格不断上升。80年代后期,研究发现金属镍接触人的皮肤会引发镍敏感症状。铜锡合金作为代镍镀层受到人们的关注。含锡高达40-55%的铜锡合金称为白铜锡,其结构属金属键化合物,镀层平整而光亮度好,色泽较逼真,装饰效果好,良好的耐蚀性和适宜的硬度,能阻止底层金属向表面层扩散,具有防止金属镀层变色等优点,因而在许多电镀应用领域中,电镀白铜锡合金工艺是代镍镀层的最佳选择。 目前电镀铜锡合金的镀液有氰化物、低氰化物和无氰三种类型。氰化物镀液体系工艺成熟,获得的铜锡合金镀层结晶细致,结合力好,孔隙率低,抗蚀性强,产品的质量容易控制,但工作温度高,对环境污染大,危害工人身体健康。无氰镀液体系目前主要有焦磷酸盐、柠檬酸盐-锡酸盐和HEDP等,大多数集中在获得低锡的铜锡合金镀层方面。焦磷酸盐镀液体系电镀铜锡合金也有一些报道,但工艺仍不成熟。 本文采用Hull槽试验等电化学方法研究了焦磷酸盐溶液体系电镀白铜锡工艺的基础镀液组成,探讨了溶液组成、pH值和温度等因素对镀液覆盖能力与合金镀层成分及厚度的影响。研究结果表明,较优的镀液组成为Cu_2P_2O_7·3H_2O 30 g/L、Sn_2P_2O_7 4 g/L、K_4P_2O_7·3H_2O 200-250 g/L、K_2HPO_4·3H_2O 80 g/L、pH值8.8,在温度28-30℃、阴极电流密度0.6-1.0 A/dm~2的工艺条件下电镀所得白铜锡镀层表面均匀白亮,锡含量为40%-50%,抗变色能力强,与铜基体结合力好,表面可镀三价铬,可替代镍镀层。 在基础镀液的研究基础上,通过筛选,选择了JZ-1光亮剂,研究镀液各组成浓度、光亮剂浓度及工艺条件对镀液覆盖能力与合金镀层成分及厚度的影响。研究表明: JZ-1号光亮剂可用于焦磷酸盐体系电镀白铜锡,焦磷酸盐镀液体系电镀白铜锡的较佳镀液组成与工艺条件为:Cu_2P_2O_7·3H_2O 30-35 g/L、Sn_2P_2O_7 35-45 g/L、K_4P_2O_7·3H_2O 200-240 g/L、K_2HPO_4·3H_2O 60-100 g/L;JZ-1号光亮剂0.2-0.6 mL/L;pH=8.0-9.0;镀液温度20-30℃;阴极电流密度0.5-1.5 A/dm~2。JZ-1号光亮剂的最佳用量是0.4 mL/L,该光亮剂可以促进Cu~(2+)的析出。在阴极电流密度为0.8-1.2 A/dm~2条件下,电镀20min获得的方槽试片,可获得镀层厚度5μm、镀层表面均匀白亮,锡含量为45%-55%的白铜锡镀层。 金相显微形貌测试表明:在电流密度0.5-1.5 A/dm~2下获得的白铜锡镀层表面平整,无微裂纹的存在。镀层粉末XRD分析结果表明:镀层主要以CuSn和Cu41Sn11结构形式存在。SEM测试结果表明:电流密度0.5-1.5 A/dm~2下镀层结晶细致,晶格排列规则紧密;随着电流密度的增大,晶粒变大。EDX测试结果表明:在阴极电流密度0.5-2 A/dm~2下电镀20min获得的白铜锡镀层中含有为40%-60%Cu,40%-55%Sn,及微量的C和O。镀层性能测试结果表明:镀层的显微硬度为372 HV,白铜锡镀层比相同条件的镍镀层耐蚀性更强,且合金镀层与酸铜的结合力合格,表面可镀三价铬且结合力合格,可替代镍镀层。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ153.2

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张树霞;焦磷酸盐电镀铜锡合金电极过程[J];北京化工学院学报(自然科学版);1988年04期
2 方国鑫;;WSF-1铜锡合金光亮剂的应用[J];材料保护;1991年07期
3 庄瑞舫;单宝珍;汤学红;;电镀光亮低锡铜锡合金的研究[J];材料保护;1992年01期
4 屠振密;电镀锌与锌合金的特性应用及发展[J];材料保护;2000年01期
5 屠振密,张景双,杨哲龙;环保无害化电镀的研究进展[J];材料保护;2001年08期
6 胡铁骑;吴以南;;合金电镀的发展[J];电镀与环保;1993年05期
7 李华为,刘云丽,车承焕;电镀铁系锌基合金的现状分析[J];电镀与环保;1998年03期
8 任宏政;24K仿金电镀及色泽控制[J];电镀与环保;2000年04期
9 方跃荣;装饰性仿金镀层色泽的控制[J];电镀与环保;2001年04期
10 周长虹,王宗雄;白铜锡代镍工艺[J];电镀与环保;2002年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈海燕;朱有兰;李才取;田燕;;ABS汽车灯罩镀亮铬处理工艺[J];工程塑料应用;2007年12期
2 李鹏;黄新民;吴进钱;吴玉程;杨明;秦兴国;;氮化铝添加量对Cu-AlN复合镀层腐蚀性能的影响[J];安徽化工;2010年S2期
3 张询;王首宇;;奥氏体不锈钢化学着色法的工艺[J];辽宁科技大学学报;2008年06期
4 刘彦军;崔振铎;杨贤金;桑晓明;朱胜利;;微型电机换向器(PCB)镀金工艺优化设计[J];兵器材料科学与工程;2005年06期
5 鲁闯;朱利萍;贺勇;罗建民;常贵如;;MoS_2对铝合金硬质阳极氧化的影响[J];兵器材料科学与工程;2012年02期
6 吴敏;张世超;林若虚;;CdTe纳米线/纳米管薄膜电沉积法制备研究[J];半导体技术;2011年03期
7 周旨峰,乔林锁,邢建东;自动轧管机顶头失效分析[J];包钢科技;1998年01期
8 廖川平,孙世刚,周绍民,姚士冰;苯胺的无电聚合[J];北京大学学报(自然科学版);2001年02期
9 王平华;郑明新;朱永华;房诗宏;刘进才;杨天雪;;脉冲刷镀的工艺与机理[J];北京农业工程大学学报;1995年02期
10 李德玉;李永欣;唐西南;周昌炽;;镀铬与激光表面强化复合处理[J];北京农业工程大学学报;1995年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钟富德;周泽前;钟付先;张辉华;黎全英;刘世若;;导电涂料的研制、生产及应用[A];中国电子学会化学工艺专业委员会第五届年会论文集[C];2000年
2 周腾芳;程良;邝少林;;再谈硫酸盐光亮镀铜的磷铜阳极[A];第六届全国印制电路学术年会论文汇编[C];2000年
3 侯进;侯庆军;;振动电镀及其在电子工业中的应用[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
4 袁国伟;谢素玲;;铜锡合金代镍电镀工艺的研究进展[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
5 屠振密;张景双;屠晓明;;环境无害化电镀的研究、使用和发展[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
6 陈娟;刘晓丽;;微波集成电路图形镀金工艺研究[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
7 周腾芳;程良;邝少林;;谈硫酸盐光亮镀铜的磷铜阳极[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
8 安茂忠;屠振密;杨哲龙;;锌与铁族金属共沉积机理的进展[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
9 李宁;黎德育;袁国伟;梁国柱;张王林;;铝上一次浸锌工艺的开发[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
10 张景双;屠振密;杨哲龙;安茂忠;李文良;;碱性电镀锌-钴合金阳极行为的研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年
2 张启波;咪唑基离子液体在锌电沉积中的作用机理研究[D];昆明理工大学;2010年
3 汪超;磁场中Ni-纳米Al_2O_3复合镀层制备及其电沉积机理的研究[D];上海大学;2011年
4 刘芳洋;金属硒化物薄膜的电沉积制备及基础理论研究[D];中南大学;2011年
5 卢继霞;介质恒压堵塞型油液固体颗粒污染度检测传感器的研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
6 范晖;金属零件叠层模板电沉积成形的基础研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 范国强;TC4板材局部自阻电加热数控渐进成形的研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 李学磊;游离粒子磨擦辅助电铸技术应用基础研究[D];南京航空航天大学;2010年
9 崔焱;氯化胆碱-CrCl_3·6H_2O体系中电沉积铬的研究[D];昆明理工大学;2011年
10 王双红;铝合金表面钛锆—有机膦酸盐复合膜的制备与性能[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张云望;ICF靶零件电镀工艺研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 黄国雅;电沉积法制备ZnSe薄膜[D];长春理工大学;2010年
3 李高飞;数控选区电沉积快速成型的成型质量研究[D];浙江理工大学;2010年
4 张曰涛;AZ91D镁合金化学镀Ni-W-P研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王世杰;纳米孪晶镍钴合金镀层的制备和性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 孙飞龙;纳米孪晶镍镀层在含氯离子溶液中的腐蚀性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 贾胜芳;MEMS引信保险装置的制作及铸层结合强度研究[D];大连理工大学;2010年
8 王巍;环保型三价铬电镀实验研究[D];大连理工大学;2010年
9 丁国芸;石墨粉电镀法镀覆铜、锌、银工艺研究[D];湖南大学;2008年
10 胡荣;镁合金化学镀镍工艺研究[D];沈阳理工大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱立群;;Zn-Fe合金镀层耐蚀性研究[J];表面技术;1992年01期
2 屠振密,杨哲龙,安茂忠,张景双;电镀锌基合金的耐蚀性[J];表面技术;1998年02期
3 陈全寿;电镀技术的发展展望[J];表面技术;2000年03期
4 蔡积庆;Sn-Bi合金电镀[J];表面技术;2000年03期
5 刘建平,胡耀红,詹益腾;三价铬电镀的研究与发展[J];表面技术;2003年03期
6 ;柠檬酸盐-锡酸盐镀液电镀低锡青铜[J];材料保护;1976年01期
7 廖义佳;;电镀锡铈合金代替镀银[J];材料保护;1990年03期
8 沈志龙;;提高可焊性电镀锡铈工艺稳定性的方法[J];材料保护;1990年07期
9 方国鑫;;WSF-1铜锡合金光亮剂的应用[J];材料保护;1991年07期
10 夏连富;;对影响仿金镀层色泽问题的探讨[J];材料保护;1991年07期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;电镀光亮铜——锡合金[J];材料保护;1966年03期
2 唐基禄;王健春;;HEDP—柠檬酸电镀铜锡合金[J];包装工程;1983年02期
3 袁国伟,谢素玲;铜锡合金代镍电镀工艺的研究进展[J];电镀与环保;2002年04期
4 胡乐晖,李国希;氰化镀铜锡合金镀层毛刺弊病的探讨[J];电镀与涂饰;1998年04期
5 董子成;杨时桦;;关于代镍多层装饰镀层结构的商榷[J];材料保护;1965年06期
6 秦淑琪,何英;铜锡合金电镀液中铜、锡含量的测定[J];电镀与涂饰;2004年06期
7 钟云;何永福;贺飞;刘利梅;苏永庆;;电镀铜锡合金工艺研究进展[J];电镀与环保;2007年04期
8 郭志刚;;消除冷轧料镀铜锡合金起泡的方法[J];电镀与环保;1992年04期
9 范锦标;高铜锡合金中银的测定—离子选择电极容量法[J];冶金分析;1986年03期
10 顾卡丽,吴伊敏,唐小密;电沉积铜/锡基复合层的摩擦学性能[J];材料保护;1997年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 袁国伟;谢素玲;;铜锡合金代镍电镀工艺的研究进展[A];2001年全国电子电镀年会论文集[C];2001年
2 杨吉林;张元建;;高强度铜锡合金接触线生产新技术及应用前景[A];中国铁道学会电气化委员会2006年学术会议论文集[C];2006年
3 陈登明;马毅龙;孙建春;;振动及表面镀TiN薄膜对1J22合金性能的影响研究[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
4 王涛;安茂忠;张樑;;碱性体系电镀Zn-Ni合金白钝化工艺及镀层耐蚀性研究[A];2002年全国电子电镀年会论文集[C];2002年
5 陈勿初;;电镀经验点滴[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
6 汪仕元;雍志华;李娟;王成钢;;铁基粉末冶金零件电镀前的孔隙处理[A];天津市电镀工程学会第九届学术年会论文集[C];2002年
7 王果花;王森;;ICP在电镀用锡酸钠有害杂质元素测试中的应用研究[A];陕西省机械工程学会理化检验分会第八届年会论文集[C];2009年
8 郭伟荣;曾鑫;;电镀领域的磺化反应[A];天津市电镀工程学会第九届学术年会论文集[C];2002年
9 魏立安;;电镀企业如何开展清洁生产审核[A];2005年上海市电镀与表面精饰学术年会论文集[C];2005年
10 张晓明;;铝及铝合金镀(黑色)硫化镍工艺研究[A];天津市电镀工程学会第四次学术年会论文集[C];1983年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 常国梁 通讯员 封建忠 张凤军;圣达铜业搭上高速电气化列车[N];泰州日报;2009年
2 记者 李建华;倡导绿色环保生产 发展低碳经济[N];盘锦日报;2010年
3 朱长荣;电镀鲜花饰品有市场[N];江苏经济报;2000年
4 张文礼 许子年;推行行业法规 完善企业服务[N];经理日报;2002年
5 记者 张辉 通讯员 樊珺 熊巧玲;东西湖今年拒绝19个涉污项目[N];长江日报;2005年
6 张文礼;许子年;当好助手 服务企业[N];中国机电日报;2002年
7 张东海;明珠璀璨耀东方[N];科技日报;2000年
8 本报记者 孟莉;绿色的电镀[N];中国汽车报;2001年
9 武益民;我国铜板带片产品出口前景看好[N];中国有色金属报;2002年
10 陆言;常熟处罚二十二家小电镀企业[N];江苏经济报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 樊小勇;锂离子电池锡基负极材料的电化学制备及性能研究[D];厦门大学;2008年
2 李文斌;电镀CBN径向珩轮的设计理论及实验研究[D];太原理工大学;2010年
3 崔焱;氯化胆碱-CrCl_3·6H_2O体系中电沉积铬的研究[D];昆明理工大学;2011年
4 吴予才;高速铁路用铜合金接触网导线及铜扁线的产业化研究[D];北京有色金属研究总院;2012年
5 周杰;大高宽比纳米光学元件制作工艺及应用研究[D];中国科学技术大学;2012年
6 马福秋;镍钛合金表面银基复合镀层的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
7 邵光杰;Ni-P、(Ni-P)-SiC镀层的电沉积及其组织性能[D];燕山大学;2002年
8 孙广毅;高深宽比微纳结构模拟、加工及应用[D];南开大学;2010年
9 章江洪;电镀锌稀土转化膜工艺及机理研究[D];昆明理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜腾达;无氰电镀铜锡合金代镍工艺研究[D];华南理工大学;2011年
2 张智贤;电镀Ni-Sn-P合金镀层的腐蚀性能研究[D];天津大学;2010年
3 鹿文珊;碱性电镀锌镍合金的研究[D];浙江大学;2012年
4 张琪;焦磷酸盐溶液体系低锡铜—锡合金电键工艺[D];华南理工大学;2011年
5 温彦;环保型贮氢材料表面处理及危险废物管理处置的研究[D];重庆大学;2003年
6 赵国良;AZ91D镁合金表面电沉积镍的研究[D];长春工业大学;2010年
7 高雷;代铬电沉积镍—铁—钨合金的研究[D];山东大学;2011年
8 孙鹏;电镀CBN蜗杆状珩齿刀的设计与研究[D];太原理工大学;2005年
9 韩廷水;Ni-Si_3N_4复合镀层制备工艺与磨损性能研究[D];天津大学;2004年
10 高士杰;基于控制网络的PLC技术在电镀生产线上的应用[D];河海大学;2006年
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