提高电镀镀层与基体结合强度的途径
改善化学镀层结合力的方法及其检测手段

改善化学镀层结合力的方法及其检测手段化学镀层是指在基材表面通过化学反应在其上形成一层特定的金属或合金,并以此提高基材表面性能的一种薄层涂装技术。
化学镀层具有厚度均匀、成本低廉、加工能力优良等特点,广泛应用于电子、制造业领域。
然而,化学镀层在使用过程中常常出现层间剥离、掉落,甚至是气泡、晶格变形等问题,这不仅影响产品质量,同时降低了化学镀层的使用寿命。
因此,改进化学镀层结合力成为一项迫切需要解决的技术难题。
目前,改善化学镀层结合力的技术手段主要包括以下几个方面:1. 基材表面处理一种有效的方法是在基材表面预先进行处理。
采用化学处理、高温处理、过氧化物处理、腐蚀处理、磷酸盐处理等方法均可有效提高化学镀层的结合力。
例如,采用磷酸盐处理在基材表面生成一层磷酸盐化合物膜,这种膜可以形成一种有机金属化合物,并与基材表面反应生成金属离子,从而增加金属的覆盖量和结合力。
2. 添加助剂添加助剂是提高镀层质量的有效手段。
助剂是指加入到电解液中的一种有机化合物,能够提高金属离子的浓度,加快离子沉积速率,从而加强金属粒子的沉积并提高化学镀层结合力。
例如,在电解液中添加作用于钯和银以上的过渡元素,可以控制镀层中的结晶取向和晶界界面,从而提高其结合力。
3. 优化电镀工艺优化电镀工艺是改善化学镀层结合力的有效途径。
要优化镀层工艺涉及到多个因素,如沉积电位、电流密度、电解液浓度、操作步骤等,只有合理设置这些因素才能提高化学镀层的质量和结合性。
例如,在应用单元一反应沉积电源时,可以增加电解液的温度,将沉积电位调整到相应的范围内,利用自生介质镀镍时,可以调整氢氛围的流量和深度,加强电极表面的传质和反应。
4. 结合力检测为保证化学镀层的质量和结合力,需要对其进行精密的检测和评估。
常用的测量手段主要有剥离实验法、压力测试法、划痕试验法等。
其中,剥离实验法是一种常用的检测方法。
它通过将预处理好的基材与化学镀层进行剥离实验,在一定剥离力的作用下,测量其剥离长度或者剥落形态,精准地判断化学镀层的结合力。
提高镀层与晶片之间的结合力的方法

提高镀层与晶片之间的结合力的方法一、引言在微电子领域中,镀层与晶片之间的结合力是一个非常重要的参数。
它直接影响到器件的可靠性、性能和寿命。
因此,提高镀层与晶片之间的结合力是一个非常关键的任务。
本文将详细探讨该任务的方法和技术。
二、理论基础与研究现状2.1 镀层与晶片之间的结合力的意义结合力是指镀层与晶片之间的相互粘附力。
良好的结合力可以提高晶片和镀层之间的接触面积,从而提高电流传输效率、减小电阻、降低热量产生等。
2.2 现有研究方法目前,提高镀层与晶片之间的结合力的方法主要有以下几种: 1. 表面处理技术:包括粗糙化、化学处理和高温处理等,以增加晶片和镀层之间的摩擦力和化学吸附力。
2. 中间层材料的引入:如金属中间层或无机中间层,用于增加晶片和镀层之间的粘附力。
3. 分子键合技术:通过引入一些具有特定分子结构的材料,使其在晶片表面和镀层之间形成化学键合。
三、提高镀层与晶片之间的结合力的方法3.1 表面处理技术表面处理技术是提高镀层与晶片结合力的关键方法之一,其具体步骤如下: 1. 粗糙化表面:通过机械或化学方法使晶片表面变得粗糙,增加接触面积和摩擦力。
常用的方法包括机械研磨、化学浸蚀和离子刻蚀等。
2. 化学处理:在晶片表面形成一层特定化学物质的薄膜,增加晶片和镀层之间的化学吸附力。
常用的化学处理方法包括溅射、化学气相沉积和离子注入等。
3. 高温处理:将晶片和镀层在一定温度下加热,使其热胀冷缩,增加晶片和镀层之间的紧密程度和结合力。
3.2 中间层材料的引入中间层材料的引入是提高镀层与晶片结合力的另一种有效方法,其具体步骤如下:1. 选择合适的中间层材料:中间层材料应具有良好的粘附性、导电性和耐热性。
金属中间层如钨、钼等是常用的选择,也可以选择一些无机材料如氮化硅和氮化铝等。
2. 沉积中间层:将选定的中间层材料沉积在晶片表面,形成一层薄膜。
常用的中间层沉积方法包括物理气相沉积、电化学沉积和分子束外延等。
电镀常见的问题及解决方案

电镀常见的问题及解决方案
电镀过程中可能出现的问题及其解决方案如下:
1.针孔或麻点:这是由于前处理不良、有金属杂质、硼酸含量太少、镀液温度太低等原因造成的。
可以使用润湿剂来减小影响,并严格控制镀液维护及流程。
2.结合力低:如果铜镀层未经活化去氧化层,铜和镍之间的附着力就差,会产生镀层剥落现象。
因此,在电镀前应对基材进行适当的预处理,如酸洗、活化等。
3.镀层脆、可焊性差:这通常是由于有机物或重金属物质污染造成的。
添加剂过多会使镀层中夹带的有机物和分解产物增多,此时可以用活性炭处理或电解等方法除去重金属杂质。
4.镀层发暗和色泽不均匀:有金属污染可能是造成这一问题的原因。
应尽量减少挂具所沾的铜溶液,并在发现污染时立即处理。
5.镀层烧伤:这可能是由于硼酸不足、金属盐的浓度低、工作温度太低、电流密度太高、PH值太高或搅拌不充分等原因造成的。
需要检查并调整相关工艺参数,确保其处于合适的范围。
6.沉积速率低:PH值低或电流密度低都可能导致沉积速率低。
应检查并调整镀液的PH值和电流密度,以优化沉积速率。
7.其他问题:如辅助阳极的铜条未与生产板长度一致或已发粗,不允许再使用。
全板及图形镀后板需在24小时内制作下工序。
图形镀上板戴细纱手套,下板戴棕胶手套,全板上板戴橡胶手套,下板戴干燥的粗纱手套。
在处理电镀问题时,需要综合考虑多个因素,包括镀液成分、设备状况、操作条件等。
如遇到难以解决的问题,建议寻求专业人士的帮助。
镀层不够解决方案

镀层不够解决方案1. 背景介绍镀层是一种将金属或其他材料覆盖在另一种材料表面的工艺。
镀层可以提供额外的保护、美观和耐用性。
然而,有时候镀层不够厚或均匀,这可能会导致一些问题。
本文将介绍一些解决镀层不够问题的常见方案。
2. 解决方案2.1 增加镀层厚度增加镀层的厚度是解决镀层不够的一种有效方式。
通过增加镀层的时间或频率,可以使得镀层更厚、更耐久。
这可以通过以下几种方法实现:•调整镀液中的成分比例:通过增加金属离子的浓度或调整其他化学物质的比例,可以增加镀层的厚度。
•增加电流密度:增加电流密度可以加快镀层的速度,从而使得镀层更加均匀和厚实。
•延长镀层时间:增加镀层的时间可以使得金属离子更多地沉积在物体表面,从而使得镀层更加厚实。
2.2 改变镀液配方有时候,镀层不够厚的原因可能是镀液的配方出现了问题。
通过改变镀液的成分或配比,可以改善镀层的质量和厚度。
以下是一些可能的调整方案:•调整酸碱度:镀液的酸碱度对于镀层的质量和厚度有重要影响。
根据镀对象的要求,可以适当调整镀液的酸碱度,从而改善镀层的性能。
•调整添加剂:镀液中的添加剂可以提供某些特定的性质,如均匀性、亮度等。
通过增加或减少添加剂的含量,可以改善镀层的厚度和质量。
•改变金属离子的类型:不同的金属离子对于镀层的质量和厚度有不同的影响。
通过调整金属离子的类型和浓度,可以优化镀层的结果。
2.3 改变镀液工艺参数镀液的工艺参数对于镀层的质量和厚度也起到关键作用。
通过调整以下几个参数,可以解决镀层不够的问题:•温度:镀液的温度可以影响镀层的速度和均匀性。
根据具体情况,可以适当调整温度,从而改善镀层的结果。
•搅拌:搅拌镀液可以提供更好的均匀性,从而使得镀层更加均匀和厚实。
适当调整搅拌的速度和时间,可以改善镀层的质量。
•水的纯净度:水的纯净度对于镀层的质量有重要影响。
通过提高水的纯净度,可以减少杂质对于镀层的干扰,从而改善镀层的均匀性和厚度。
3. 结论镀层不够可能会影响到产品的质量和性能。
电镀工艺的镀后处理技术的五种方法

电镀工艺的镀后处理技术的五种方法
钝化处理:在一定的溶液中进行化学处理,在镀层上形成一层坚实致密的、稳定性高的薄膜。
钝化处理能提高镀层的耐蚀性,增加表面光泽和抗污染能力。
除氢处理:针对部分金属基体在前处理及电沉积过程中可能产生的“氢脆”问题,零件镀后需要进行除氢处理。
除氢处理通常在200℃左右的温度下进行,处理时间根据零件要求的抗拉强度来决定。
分子膜处理:为了防止水渍、手印对镀层的损害,表面浸渍极稀薄的水溶性硅化合物或表面活性剂的后处理工艺。
分子膜处理多用于镀金、银、镍等镀层。
水性树脂处理:水性树脂处理能提高镀层的抗腐蚀性能。
铬酸盐钝化处理:铬酸盐钝化处理能使镀层更加稳定,提高其耐腐蚀性。
电镀工艺的镀后处理技术的主要目的:
确保镀层的质量:通过这些处理技术,可以确保电镀层的表面质量、颜色和防护性能达到预期的标准,提高产品的可靠性和稳定性。
提高镀层的防护性:钝化处理、铬酸盐钝化处理等能够形成一层致密的薄膜,提高镀层的耐腐蚀性,延长其使用寿命。
增强装饰性:通过抛光处理、着色处理等工艺,可以改变金属表面的外观,达到装饰和美化的效果。
实现功能性:某些处理技术如分子膜处理和水性树脂处理能够赋予镀层特殊的功能,如防水、防污、导电等。
总之,电镀工艺的镀后处理技术对于提高产品质量、增强装饰效果和实现功能性具有重要意义。
在实际生产中,应根据产品的不同要求和用途选择合适的后处理工艺。
提高油漆镀层结合力的方法

提高油漆镀层结合力的方法【导语】油漆镀层结合力是衡量涂装质量的重要指标,它直接关系到油漆镀层的耐久性和防护性能。
为了提高油漆镀层的结合力,我们可以采取以下几种方法。
一、表面处理1.清洁:在涂装前,确保基材表面清洁、干燥、无油污、灰尘等杂质。
可以使用溶剂、清洗剂或打磨等方法去除表面污物。
2.砂磨:对基材表面进行打磨,增加表面粗糙度,提高油漆镀层的结合力。
砂纸的粗细应根据基材的类型和油漆的种类选择。
3.去除氧化层:金属基材表面容易产生氧化层,影响油漆镀层的结合力。
可以使用酸洗、打磨等方法去除氧化层。
二、选择合适的底漆1.选择与基材相匹配的底漆:不同类型的基材应选择相应的底漆,以提高结合力。
2.使用配套底漆:油漆品牌通常会提供配套的底漆和面漆,使用配套底漆可以提高结合力。
3.增加底漆层厚度:适当增加底漆层的厚度,可以提高油漆镀层的结合力。
三、控制施工工艺1.涂装间隔:确保底漆和面漆的涂装间隔时间适宜,避免过短或过长。
2.涂装厚度:控制涂装厚度,避免过厚或过薄。
过厚可能导致油漆镀层起泡、脱落,过薄则影响防护性能。
3.涂装方法:采用合适的涂装方法,如刷涂、喷涂等,确保油漆均匀覆盖基材。
四、环境因素1.温度:控制施工环境的温度,避免在过高或过低的温度下施工。
2.湿度:控制施工环境的湿度,避免在湿度较大的环境中施工。
3.通风:保持施工环境通风良好,避免油漆中的溶剂挥发过慢,影响结合力。
五、后处理1.固化:油漆镀层施工完成后,确保在一定温度和湿度条件下充分固化。
2.检查:固化后对油漆镀层进行检查,发现缺陷及时修补。
通过以上方法,可以有效提高油漆镀层的结合力,延长涂装产品的使用寿命。
pvd镀膜结合力

pvd镀膜结合力PVD镀膜是一种常用的表面处理技术,它常常被用来改变材料表面的特性,例如增强硬度、改善耐腐蚀性等。
然而,在使用PVD镀膜技术时,结合力往往是一个重要的问题,因为结合力的不足可能导致涂层的脱落,影响涂层的耐久性和功能性。
因此,如何提高PVD镀膜的结合力是一个重要的研究课题。
要提高PVD镀膜的结合力,可以采用以下几种方法:第一种是镀前处理。
在镀膜前对被涂层物进行表面处理可以提高涂层的结合力。
一种常用的方法是机械加工,例如切割、铣削、打磨等,这可以去除表面氧化物、锈蚀物等,增加涂层的粘附力。
另外一种方法是表面清洁,例如用溶液洗涤或气体喷射等,可以去除表面污染物,提高涂层的纯度和结合力。
第二种是选择合适的涂层材料和工艺参数。
不同的材料和工艺参数对镀膜结合力的影响是不同的。
例如,选择一种与被涂层物化学性质相似的涂层材料,有助于增加涂层的结合力。
此外,选择适当的镀膜工艺参数,例如厚度、温度、压强等,也可以实现涂层与被涂层物的更好结合。
第三种是加强镀后处理。
镀后处理可以在涂层形成后,通过热处理、表面改性等手段,进一步提高涂层的结合力。
例如,热处理可以通过提高温度,使得涂层与基材之间的界面发生化学反应,增加涂层的结合力。
另外,表面改性技术,例如激光照射、离子注入等,也可以增加涂层的结合力。
综上所述,要提高PVD镀膜的结合力,可以从镀前处理、选择合适的涂层材料和工艺参数、以及加强镀后处理方面入手。
这些方法可以使得涂层更加牢固,增加其耐久性和功能性,有助于提高PVD镀膜的应用价值。
提高镀层与晶片之间的结合力的方法

提高镀层与晶片之间的结合力的方法Title: 提高镀层与晶片之间的结合力的方法摘要:本文将以镀层与晶片之间的结合力为主题,通过深入探讨多个方面,介绍提高结合力的有效方法。
我们将介绍镀层与晶片之间的结合力的重要性和挑战。
我们将探讨几种提高结合力的方法,包括表面处理,中间层使用和镀层参数的优化。
我们将提供一些总结性的观点和理解。
1. 引言- 镀层与晶片之间的结合力的重要性- 镀层与晶片之间结合力的挑战2. 提高结合力的方法2.1 表面处理方法- 清洁表面- 减少氧化层- 使用表面活性剂增强表面润湿性2.2 中间层的使用- 薄膜中间层的作用- 选择合适的中间层材料- 中间层的制备方法2.3 优化镀层参数- 镀液成分的优化- 镀液温度和浓度的控制- 电流密度和电解液搅拌的影响3. 结果与讨论- 不同表面处理方法对结合力的影响- 不同中间层的结合力效果对比- 镀层参数对结合力的影响4. 总结与回顾- 镀层与晶片之间的结合力至关重要- 表面处理、中间层使用和镀层参数的优化是提高结合力的有效方法- 结合不同方法可以进一步提高晶片的可靠性和性能5. 观点与理解- 镀层与晶片之间的结合力对于电子器件的可靠性至关重要- 不同应用场景可能需要不同的提高结合力的方法- 进一步研究和测试可以得出更加准确和可靠的结论通过本文的探讨,我们可以更加深入地理解提高镀层与晶片之间结合力的方法。
在实践中采用适当的表面处理方法、中间层使用和优化镀层参数,可有效提高结合力,提升晶片的可靠性和性能。
这对于电子器件的制造和应用具有重要意义。
1. 引言提高镀层与晶片之间的结合力是电子器件制造和应用中一个重要的课题。
本文探讨了三个关键方面:表面处理方法、中间层的使用和优化镀层参数,以提高结合力并增强晶片的可靠性和性能。
2. 表面处理方法的优化(序号标注为2.1)2.1.1 机械处理:机械处理的方法包括研磨、抛光和切削等。
这些方法可以消除表面的粗糙度,使得晶片表面更平整,提高镀层的附着力。
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提高电镀镀层与基体结合强度的途径摘要:在电镀过程中,影响镀层质量的因素很多,生产过程中不可避免的要出现一些质量上的问题,其中镀层与基体的结合强度就是衡量质量的重要指标之一。
本文通过对镀层与基体结合机理的探讨,提出了提高镀层与基体结合强度的途径。
一、镀层的形成过程镀液中的金属离子在阴极上获得电子被还原为金属原子并均匀覆盖在作为阴极的零部件表面(界面),就形成电镀的镀层。
金属离子在阴极上还原成金属,形成镀层的实际过程一般分为三个步骤:1)金属的水化离子由溶液内部移动到阴极界面处,即液相中物质的传递步骤;2)金属水化离子脱水并与阴极上的电子反应,还原成金属原子。
事实上是电子在阴极上与金属离子间的跃迁,完成了电子从阴极界面向电解液界面的转移,使脱水的离子获得电子,形成失水的吸附原子,即电子跃迁;3)金属原子排列成一定构型的金属晶体,即生成新相步骤。
结晶又分形核和生长两个过程。
形核和生长的速度决定了晶粒尺寸大小,若形核速度大于生长的速度,则生成的晶粒数量多,尺寸小;反之晶粒数量少。
尺寸大。
二、结合机理2.1电化学行为产生的结合电解液中无数的金属离子经过电化学作用还原为金属原子,继而形成镀层,与基体牢固地结合在一起,这就是电化学行为产生的镀层与基体的结合。
电化学结合又分为金属键结合与固溶体结合。
2.1.1金属键结合镀层金属与基体金属一般都是不同化学成分的固体,在它们的界面上,镀层原子都与一些基体原子按照一定规律组成一定形式的晶格。
这些原子绝非简单地堆砌在一起,原子之间存在着强烈的相互作用,这种作用力称为化学键。
在金属晶体中的原子与自由电子所形成的化学键称为金属键。
金属键合的强度决定于两种界面的晶体结构和晶面性质,而镀层结合强度则主要取决于键合的强度。
2.1.2固溶体结合合金晶格点阵含两个或多个元素原子,但晶格中原子的排列形成仍属于两个或多个元素中的任一种,并不组成新的晶格结构,这种晶体结构称为固溶体。
在镀层与基体两种金属的界面之间,固溶体仍能保持与基体金属相同的晶体结构,但由于合金中含量较少组元原子的溶入会引起晶格畸变和晶格常数的变化。
固溶体依溶入原子所处的位置可形成间隙固溶体和置换固溶体。
原子半径小于0.1mm 的元素,如H、O、N、C、B等可处在基体金属晶体结构的间隙处形成间隙固溶体;而原子半径较大的组元只能置换基体原子而位于晶体结构的结点上形成置换固溶体。
由于一般晶体结构的间隙很小,溶入的原子会造成强烈的畸变,因此间隙固溶体的溶解度是有限的。
置换固溶体可分为无限置换和有限置换两种固溶体。
例如:Cu—Ni合金就是无限固溶体;Al-Fe合金则其能形成有限置换固溶体,影响固溶体类型的基本元素是原子的尺寸、晶格的点阵形式和常数、元素的电化学性质等。
形成置换固溶体的基本条件可归纳如下:元素序号相近、原子半径相近、晶格类型相同、晶格常数相近,能同时满足上述条件即可形成无限置换固溶体,部分满足上述条件即可形成有限置换固溶体,不能满足上述条件则不能形成置换固溶体。
倒如;Cu与Ni能同时满足四个条件,故可形成无限置换固溶体;而Al与Fe只能有限满足上述条件,故只能形成有限置换固溶体。
2.2机械镶嵌产生的结合利用基体材料表面粗糙度而造成的镶嵌作用来实现镀层金属与基体的结合,称为机械镶嵌作用产生的结合,简称机械结合,主要有:(1)基体材料表面加工痕迹造成的机械镶嵌。
基体材料由于机械加工过程或其它原因形成许多较小间距和微小峰谷的微观凸凹不平,这些起伏不平的痕迹使镀层的整体能够较稳固地卡夹其间,起到一种镶嵌作用。
(2)活化工序刻蚀后的微坑产生的机械镶嵌。
活化工序实质上是一种电化学刻蚀过程。
从微观上看,刻蚀后的基体表面会产生许多均匀分布的子坑,这些坑特别是外表面大的坑,在电镀时由于镀液的分散能力和均镀能力可以把这些微坑都填补起来,形成“铆钉”,把基体金属与镀层铆接在一起,使镀层整体十分牢固地镶嵌在基体表面上。
(3)物理接触产生的结合。
物理接触是指作用物质之间相接触而产生电子相互交换的过程,这是任何化学、电化学反应的必要条件,同时在物理接触的过程中,化学变化或物理变化也会对接触结果产生影响。
由化学接触直接产生的结合又称物理结合。
主要是范德华力和镀层与基体金属间原子(或分子)的扩散。
范德华力普遍存在于多种分子之间,是分子与分子之间十分接近时具有的相互作用力。
扩散是由于微粒(分子或原子)的热运动而产生的物质迁移的现象,不同固体之间也存在着(原子或分子)扩散现象。
例如在表面粗糙不平之处,原子具有的能量要比平整之处的能量大,即这些地方的表面能高于整体的平均表面能,由于物体内部结构总有趋向于稳定动态平衡的趋势,故使这些地方的原子具有了流动的趋势以致产生一定的塑性流动。
在温度不同,原子或分子的质量不同,电场存在的物理条件影响下,使高能量的原子作热运动而向低能量处产生迁移,由此达到固体表面能的动态平衡。
扩散的结果是微粒在物体界面能较低处进入晶体晶格,与该处金属形成固溶体组织。
由于原子(分子)所具有的能量、运动状态所处位置等因素的影响,扩散结果并不是获得较高结合强度的主要因素。
三、提高电镀镀层与基体结合强度的途径3.1镀前处理影响镀层结合强度的关键工序是零件镀前的表面处理和形成第一层底镀层的工艺条件。
被镀基体表面不清洁和镀液不干净都会降低镀层与基体材料的结合强度,甚至根本沉积不上镀层。
这是由于镀液是由各种无机物和有机物按一定比例配制而成,并在电场作用下沉积而形成镀层,其结合主要靠电化学作用以及其它结合的作用。
当镀液中或表面上的杂质增多时,会减小沉积金属与基体金属的有效接触面积,在同样的电场作用下,自然使化学键的结合强度降低,甚至阻碍镀层的生长。
因此镀前必须经过严格除油、除锈,使吸附在镀件表面的油污及氧化膜彻底清除,同时对镀件表面硬化层(如渗碳层、渗氮层等)进行处理,否则会降低结合强度,甚至出现镀层起皮现象。
用于表面处理的清洗方法有擦洗、浸泡和漂洗等。
这些清洗的能力有限,有时无法清洗零件上的微细沾污物。
超声波清洗能清洗约0.5μm以上微细沾污物。
其清洗机理为:在沾污物邻近处,由于空化气泡消失,出现冲击波,强烈振动的气泡渗透到基体表面与沾污物之间的细孔、空隙和狭缝,沾污物的薄膜被破坏,沾污物脱离基体表面,达到清洗目的。
3.2工艺参数的影响:T、PH、D k镀液温度及pH值对镀层结合强度的影响是十分显著的。
这是因为酸度过大(pH值为0.5时),镀液中氢离子浓度增大,进入镀层中的氢量增多,使镀层的脆性增大、塑性降低。
镀液温度升高将导致结合强度下降,这是由于温度的提高,增加了金属离子由于热运动而产生的扩散速度,降低了浓差极化,加快了金属离子脱水过程也难怪,增强了金属离子和阴极表面的活性,降低了电极极化作用,使生长的镀层结晶粗大而松软,镀层的结合强度降低。
电流密度对结合强度有较大影响。
因为过低的电流密度会使阴极极化值低,造成镀层生长困难,同时会降低金属离子在基体表面的成核概率,吸附原子的扩散速度下降,镀层生长缓慢且不均匀。
但是当电流密度过大的时候,阴极极化过电位较大,将提高金属离子的放电速度,而吸附金属原子在表面的扩散速度相对滞后,不利于吸附金属原子的扩散,使镀层晶粒粗大,从而降低镀层的结合强度。
冯绍彬等在研究铁基体上焦磷酸盐电镀铜时发现,对焦磷酸盐体系每一种给定组成的电解液而言,均对应存在一个可保证镀层具有良好结合强度的临界起始电流密度(D kc),而且D kc 随着主盐浓度的增加以及温度的升高而增大,但随络合剂浓度的增加而下降。
3.3镀液组成、基体与预镀金属从本质上说,结合强度的大小是由沉积金属原子与基体金属原子之间的互相作用力所决定的。
沉积金属与基体金属的本质是决定结合强度的主要因素。
按照Hothersall意见,当一种金属在另一种金属的清洁表面上沉积时,如果沉积物沿袭基体的结构进行生长,或者沉积原子进入基体金属的晶格并形成合金,结合强度一般比较好。
外延生长(epitaxy)是镀层金属原子沿基体金属晶格生长的一种方式,一般发生在镀层形成和生长的初始阶段,然后恢复到沉积金属的晶体结构,外延生长的程度取决于基体金属与沉积金属的晶格类型与晶格常数。
基体金属与沉积金属的晶体结构相匹配,晶格类型相同,或者晶格常数相差不大(不大于15%)时,利于结晶初期的外延生长,易得到高结合力的镀层。
3.4电源波形在考虑镀层与基体结合力同题时,人们往往只注意镀前处理和电镀液成分的研究,而忽略了电源渡形对镀层结合力的影响。
吴向清等对此做了一些定性研究。
试验条件为:镀铬液Cr03 250g/ L,H2SO4 25g/L,镀液温度60℃,阴极电流密度50A/dm2,基体材料为ZL105,镀铬层厚度为120~150μm,电源波形的影响试验结果见下图。
3.5镀层厚度厚度对结合强度的影响主要是通过对预镀金属及基体热膨胀系数及预镀金属层内应力反映出来。
在温度变化较大的情况下,膨胀系数差异大的金属间容易形成较大应力。
因此选择合适的金属镀层厚度能最大限度削弱由于膨胀系数不匹配而造成的影响。
宋博等通过研究发现随着镀层厚度的增加,结合强度明显下降。
3.6后处理电镀过程中,不论是基材、镀层都存在不同程度的吸氢现象,影响镀层结合强度和镀层本身的强度。
李庆伦等研究了在不同热处理温度下进行除氢处理,结果如下表所示,从中可以看出镀层的拉伸强度随温度的升高而升高,这是由于镀层中吸附的氢及镀层内应力被除去的缘故。
因此,采用镀后除氢处理是提高镀层结合强度的重要手段。
结论1.镀层与基体的结合强度主要取决于电化学结合,其次才是机械结合和物理结合,这三种结合的共同作用,才形成电镀镀层的结合机理。
2.镀层与基体金属的结合很大程度上依靠镀前处理,使基体表面清洁,出现微坑、微沟等微观凹凸不平而产生机械结合。
3.影响镀层结合的因素很多,适当的参数控制对提高镀层金属与基体的附着力是非常重要的。
4.镀后热处理有利于促进界面上原子间的扩散,降低镀层内应力和除氢,从而提高镀层与基体的附着力。