钯镀层的成核与生长机理
第3章化学镀剖析
第3章化学镀剖析
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主要内容
一、化学镀概述
化学镀基本概念、基本原理及其特点
二、化学镀镍
概述、 基体材料 、动力学 、镀液基本组成 、 次磷酸盐型镀液镀Ni层、 镀层的组成和特性
第3章化学镀剖析
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一、化学镀概述 1. 化学镀基本概念
化学镀(chemical plating)是属镀层的一种化学处理 方法。在还原剂的作用下，使金属盐溶液中的金属离 子还原成原子，在具有催化作用的基板表面上沉积成
（6）对要求高硬度、耐磨的零件，可用化学镀 镍代替镀硬铬。
第3章化学镀剖析
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2. 化学镀镍与基体材料
化学镀的前提： a. 基体表面必须具有催化活性，这样才能引发化学沉 积反应；
b. 另一方面化学镀层本身必须是化学镀的催化表面， 这样沉积过程能持续下去，达到所需要的镀层厚度。
第3章化学镀剖析
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化学镀镍本身就是化学沉积反应的催化剂；然而， 需要化学镀镍的基体材料几乎可以是任何一种金属 或非金属材料。
(4) 化学镀是靠基材自催化活性而起镀的，因此其结合 力一般均优于电镀。
(5) 镀层有光亮或半光亮的外观，晶粒细小致密、孔隙 率低，某些化学镀层还具有特殊的物理化学性能。
缺点：
(1) 化学镀品种远少于电镀。 （Ni，Co，Cu， Pd，Pt，
Ag，Au）
(2) 镀液寿命短，废水排量大，镀覆速度慢， 成本也
第3章化学镀剖析
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➢ 比镍稳定的金属：
如铜、银、金等，这些材料的表面上不可能在镀液中发
生置换反应而沉积镍，必须通过施加阴极脉冲电流或者 使被镀表面与一片比镍活泼的金属接触，以便被镀表面
沉积上镍从而引发化学沉积反应。
化学镀钯原理
化学镀钯原理
嘿，朋友们！今天咱就来唠唠化学镀钯的原理，这可真的超级有趣哦！
你知道吗，化学镀钯就像是一场神奇的魔法表演！想象一下，把一种普通的材料放进一个特殊的溶液里，然后，哇塞，就像变魔术一样，它的表面就覆盖上了一层闪亮的钯。
这多奇妙啊！比如说，就像我们给一个小物件穿上了一件华丽的钯金属外衣。
那它到底是怎么做到的呢？其实啊，这当中涉及到一系列复杂又神奇的化学反应。
溶液中的钯离子就像是一群小精灵，它们急切地想要找到一个“家”。
而我们的工件呢，就像是一块等待被装饰的画布。
当工件进入溶液后，这些小精灵就在工件表面安了家，一层一层地堆积起来，形成了漂亮的钯镀层。
就好像是一群小朋友在堆积木，一层一层地越堆越高。
在这个过程中，可少不了还原剂的帮忙哦！它就像是一场派对的组织者，指挥着钯离子们有序地排列。
这就好比是一场精彩的足球比赛，还原剂是教练，钯离子是球员，它们相互配合，共同完成这场“比赛”。
哎呀，你说这是不是超级神奇？化学镀钯的原理就是这么有意思！它让原本普通的东西变得特别，变得闪亮！所以说啊，科学的世界真的是充满了
惊喜，充满了无限的可能！只要我们用心去探索，就能发现这些隐藏在背后的奇妙之处。
化学镀钯，真的是让我对科学又多了几分热爱和好奇呢！
我的观点结论就是：化学镀钯的原理超级神奇，它展示了科学的魅力，值得我们深入研究和了解！。
电沉积Pt的成核与生长机理
电沉积Pt的成核与生长机理
2016-09-23 12:33来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
电沉积Pt的成核与生长机理常规尺寸电极的电结晶机理与微电极并不相同,应用微电极研究电沉积的成核与晶体生长理论有其独特的优势. 虽然,Correia、Heerman等已曾提出了微电极上电沉积的成核与扩散控制生长模型. 而West等也对微盘电极的晶体成核与三维扩散控制生长进行了直接数字模拟,但该模型只能用于有限的体系.况且由于在Au微盘电极上,Pt电沉积的初期,其控制步骤是电子传递过程,所以Correia、Heerman及West的模型并不适用.
武汉大学化学与分子科学学院陶芝勇等人于不同H2PtCl6浓度和超电势下,应用Fleischmann的电结晶成核及晶体生长模型和Barradas Bosco的电化学成相吸附成核模型,拟合多晶Au微盘电极( =30μm)上电沉积Pt的恒电势阶跃电流暂态曲线.得出:在稀H2PtCl6溶液中,上述沉积过程初期,发生H2PtCl6吸附并遵循二维瞬时成核与圆柱形生长模型.二维生长速率常数随超电势线性增加.跟随其后的是核的层状生长,其速率常数随超电势呈非线性变化.而在高浓H2PtCl6溶液中,沉积机理转变为H2PtCl6的吸附、瞬时成核及三维正圆锥形的生长模式.其晶核的
垂直生长速率常数k PERP比水平生长速率常数k PARA大两个数量级以上.况且,logk PERP随超电势线性增加,而logk PARA则随超电势呈反S形变化的关系.相同超电势下,无论k PERP还是k PARA,均比稀H2PtCl6溶液中的二维层状生长速率常数大几个数量级.。
钯铁合金共沉积行为及其成核机理的研究
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MOCVD
（3）质量的传递
如上所述，反应气体或生成物通过边界层，
是以扩散的方式来进行的，而使气体分子
进行扩散的驱动力，则是来自于气体分子 局部的浓度梯度。
CVD技术的分类
CVD技术根据反应类型或者压力可分为
低压CVD(LPCVD)
CVD技术
常压CVD(APCVD) 亚常压CVD(SACVD) 超高真空CVD(UHCVD) 等离子体增强CVD(PECVD) 高密度等离子体CVD(HDPCVD) 快热CVD(RTCVD) 金属有机物CVD(MOCVD)
MOCVD设备
Schematics of a MOCVD system
Carrier gas Material sources Gas handling system
In-situ diagnostics
NO electron beam probes!
Exhaust system
Safety system
x d v 0
2
1/ 2
以 “雷诺数”来表示，可改写为
x Re
2
1/2
式中，x为流体在固体表顺着流动方向移动得距离面。
也就是说，当流体流经一固体表面时，下图的主气流与固
体表面（或基片）之间将有一个流速从零增到ν0的过渡区
域存在，即边界层。
热传导是固体中热传递的主要方式，是将基片置于
经加热的晶座上面，借着能量在热导体间的传导，
来达到基片加热的目的，如图所示。以这种方式进 行的热能传递，可以下式表示。
单位面积的能量传递 T = Ecod kc X
其中：
kc为基片的热传导系数， △T为基片与加热器表面间的温度差， △X则近似于基片的厚度。
晶体的生长机理和控制方法
晶体的生长机理和控制方法晶体是由原子或分子有序排列而形成的有规律的固体结构，广泛应用于化学、生物、材料、电子等领域。
晶体的生长是指通过物质的凝聚和有序排列形成完整晶体过程，其机理和控制方法也是学术和实践上重要的问题。
一、晶体的生长机理晶体的生长机理涉及到热力学、动力学、热传导、质量传输、界面化学等多个方面。
其中主要包括以下几个方面的内容：1.核化与成核：在过饱和度条件下，原料分子集聚形成的不稳定凝聚体称为临界核(nucleus)，成核的速度与临界尺寸大小有关。
过大的临界尺寸会影响成核速度，过小则会限制晶体成长速率。
2.晶面生长与形核模式选择：晶体在生长过程中受到的外界环境和晶面热力势能的作用，会直接影响晶面造型和选择。
这也是研究晶体形貌和遗传的主要内容之一。
3.晶体成长速率：晶体生长速度受到物理、化学作用力和传质速率等影响，是一种非平稳过程。
晶面生长速率与色散系数、溶解度、传质系数等有关。
二、晶体的控制方法晶体的生长速率和生长状态的控制及调控，是晶体工艺和材料战略发展的主要研究方向之一。
以下是几种晶体生长控制方法的介绍：1.温度差控制法：是利用温度差异控制晶体生长速率和生长方向的一种方法。
在对称的两侧，控制温差形成温差层，从而调控晶体生长位置和速率。
2.流速控制法：流体在晶体表面的流动速度对晶体生长状态有明显影响。
通过调节流体流速来控制晶体生长速率和晶体形态。
3.添加控制剂：控制剂可以影响过饱和度和晶体成核速度。
通过添加控制剂来调节晶体的生长速率和生长方向。
4.电化学控制法：利用电场、电位或电流等电学性质，在晶体生长过程中对物质传输和物种吸附等过程进行有针对性的调节。
以上方法仅是晶体生长控制的概述，实际上还有其他方法，如冷却速率、溶液浓度、晶体取向控制等，具体选择方法还要根据晶体特性和工艺需求。
三、晶体的应用前景晶体作为一种重要的结晶材料，其应用领域广泛，包括但不限于以下几个方面：1.半导体电子学：从硅基结晶到磷化镓、硅锗合金、氧化锌等，晶体在电子学领域的应用尤为广泛，几乎所有电子器件都将其诞生地定义为晶体管！2.磁性材料：铁、钴、镍等金属的磁性，体现在固体晶体中体现出来。
印制电路板化学镀铜中钯的催化机理与溶液管控
Analysis of palladium catalytic mechanism and
improvement of solution control in PCB electroless copper
我公司化学镀铜溶液中主要成分有：铜盐： CuSO4；络合剂：EDTA•2 Na；还原剂：甲醛；pH 调节剂：氢氧化钠；稳定剂。
下面分别对主反应和副反应的电子转移机理 进行分析。
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印制电路信息 2020 No.09
电镀涂覆 Plating Coating
1.2 主反应机理
化学镀铜溶液中，主反应的化学式如下： Cu2++2HCHO+4OH-→Cu+2HCOO-+2H2O+H2↑ 在钯催化下，主反应中电子转移机理为如下 四步。 （1）甲醛强烈吸附于钯上（见图1）。
1.1 化学镀铜溶液主要成分
目前行业内多采用甲醛为还原剂的碱性化学
镀铜溶液，印制板基材表面经调整、活化后，在 基材表面产生钯催化层，铜离子首先在这些钯催 化层上被还原成铜原子而键入钯的晶格中，然后 这些铜晶粒又成为新催化层，使铜离子在新铜晶 粒表面继续还原成铜原子，因此详细分析钯层对 整个反应的催化机理至为重要，这对理解整个沉 铜反应原理和溶液管控都有好处。
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Pd O
熔盐电镀钍钯研究
熔盐电镀钍钯研究熔盐电镀是一种常用的表面处理技术，可以在金属表面上形成一层均匀、致密的金属薄膜。
钍和钯是两种重要的金属材料，在工业生产中有广泛的应用。
本文将以熔盐电镀钍和钯的研究为主题，探讨其原理、方法和应用。
一、熔盐电镀的原理熔盐电镀是通过在高温熔盐中加入金属离子，利用电解原理将金属离子还原成金属沉积在基体表面的一种技术。
在熔盐中，金属离子可以通过电解质溶解度的调节，使其浓度保持恒定，从而实现均匀的沉积。
钍和钯的电镀过程类似，都需要在适当的温度和电场条件下进行。
二、熔盐电镀钍的研究熔盐电镀钍是一种重要的表面处理方法，可以增强钢铁等材料的耐蚀性和耐磨性。
钍的电镀通常采用氯化物盐熔体，如氯化钠、氯化钾等。
研究表明，钍的电镀过程受到多种因素的影响，包括熔盐成分、温度、电场强度和电镀时间等。
适当的实验条件可以获得具有较好性能的钍镀层。
三、熔盐电镀钯的研究钯是一种重要的催化剂和功能材料，在化工、电子等领域有广泛的应用。
熔盐电镀钯是一种常用的制备钯薄膜的方法，可以获得高纯度和均匀的钯镀层。
钯的电镀过程也受到多种因素的影响，包括熔盐成分、温度、电场强度和电镀时间等。
研究表明，通过调节这些因素可以获得具有不同性能的钯镀层，如耐磨、耐腐蚀、高温稳定等。
四、熔盐电镀钍和钯的应用熔盐电镀钍和钯具有广泛的应用前景。
钍镀层可以提高钢铁等材料的耐蚀性和耐磨性，延长其使用寿命。
钯镀层具有良好的化学稳定性和催化性能，在化工、电子等领域有重要的应用。
此外，钍和钯的电镀技术也可以用于制备复合材料和功能薄膜，如钍基合金、钯膜传感器等。
总结：熔盐电镀钍钯是一项重要的研究课题，其原理、方法和应用都具有一定的复杂性和技术难度。
钍和钯的电镀过程受到多种因素的影响，需要通过合理的实验设计和条件优化来获得理想的镀层性能。
熔盐电镀钍钯的研究对于提高材料的性能和开发新型功能材料具有重要的意义。
希望通过不断的研究和探索，能够进一步完善熔盐电镀技术，推动相关领域的发展和应用。
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钯镀层的成核与生长机理
2016-09-21 14:22来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
钯镀层的成核与生长机理钯电沉积层在电子工业中可以代替硬金作为电插件镀层. 根据金和钯的本身价格及密度的差异计算, 单位面积同样厚度的钯和金比较,钯的材料费只有金的三分之一,而且因为它的某些性能如电导率、可焊性、抗蚀性和耐磨性可与硬金镀层相媲美. 在高档的镀金饰品中, 也可以钯代替镍或钯镍合金作为镀金底层, 这不仅可以提高装饰品的档次, 而且可避免与镍接触引起的皮肤炎和其他皮肤病. 此外, 钯还可望代替价格昂贵的铑.
有关纯钯的电镀工艺、电沉积机理和钯氢共沉积机理的研究以及专利已有不少报道, 然而, 钯对氢具有极强的吸收能力, 在其电沉积过程中由于氢的共沉积而严重影响沉积层质量, 因此较厚的钯镀层内应力高, 而且出现针孔和裂纹.
厦门大学化学系物理化学研究所杨防祖等人研究在柠檬酸钾和草酸铵镀液体系中纯钯电沉积及电结晶机理．结果表明，采用本实验室研制的添加剂②XP-4和XP-7，可在电流密度0.5~3.5A/dm2，温度40~60℃的宽广范围内获得全光亮的钯电沉积积层．采用脉冲电源电镀可有效地改善厚沉积层质量，减少沉积层裂纹和孔洞．循环伏安实验表明，钯电极过程的阴阳极峰电位之差达1.05V，说明其电极过程明显不可逆；伏安图上同时出现一感抗性电流环，说明钯沉积过程发生晶核形成过程；XP-4和XP-7阻化电沉积和氢的析出，提高钯电沉积的沉积电位．电位阶跃实验进一步表明，钯遵循连续成核和三维生长的电结晶机理．。