电镀铜实验报告

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彩色电镀铜实验报告(3篇)

彩色电镀铜实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 掌握彩色电镀铜的基本原理和工艺流程。

2. 了解彩色电镀铜在金属表面装饰中的应用。

3. 探究不同添加剂对彩色电镀铜效果的影响。

4. 提高电镀操作技能,培养实际操作能力。

二、实验原理彩色电镀铜是一种在金属表面形成彩色镀层的电镀工艺。

其基本原理是在电镀液中添加一定量的彩色添加剂,通过电解作用,使金属表面沉积出具有特定颜色的铜镀层。

彩色添加剂的种类和用量对镀层的颜色和性能有重要影响。

三、实验材料与仪器1. 金属基材:铁板、铜板、铝板等。

2. 电镀液:硫酸铜、硫酸、硼酸、彩色添加剂等。

3. 仪器:直流稳压电源、电解槽、电流表、电压表、计时器、搅拌器等。

四、实验步骤1. 准备电镀液:根据实验要求,配制一定浓度的硫酸铜、硫酸、硼酸溶液,并加入适量的彩色添加剂。

2. 搅拌均匀:将电镀液倒入电解槽中,用搅拌器搅拌均匀。

3. 预处理:将金属基材表面进行打磨、清洗、活化等预处理,以提高镀层的附着力。

4. 电镀:将预处理后的金属基材放入电解槽中,接通电源,调整电流和电压,进行电镀。

5. 洗涤:电镀完成后,取出金属基材,用去离子水冲洗干净。

6. 干燥:将金属基材放入干燥箱中,干燥至室温。

五、实验结果与分析1. 镀层颜色:通过改变彩色添加剂的种类和用量,可以得到不同颜色的镀层。

例如,加入适量的红色添加剂可以得到红色镀层,加入适量的蓝色添加剂可以得到蓝色镀层。

2. 镀层性能:彩色电镀铜镀层具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和附着力。

通过调整电镀参数,可以提高镀层的性能。

3. 彩色添加剂的影响:彩色添加剂的种类和用量对镀层的颜色和性能有重要影响。

实验结果表明,适量的彩色添加剂可以提高镀层的颜色鲜艳度和耐腐蚀性。

六、实验结论1. 彩色电镀铜是一种简单、高效、经济的金属表面装饰工艺。

2. 通过调整电镀参数和彩色添加剂的种类和用量,可以得到不同颜色和性能的镀层。

3. 彩色电镀铜镀层具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和附着力,适用于各种金属表面装饰。

电镀铜实验报告

电镀铜实验报告

电镀铜实验报告篇一:电镀铜--原理(参考)电镀铜原理篇电镀是指利用电解的方法从一定的电解质溶液(水溶液、非水溶液或熔盐)中,在经过处理的基体金属表面沉积各种所需性能或尺寸的连续、均匀而附着沉积的一种电化学过程的总称。

电镀所获得沉积层叫电沉积层或电镀层。

镀层的分类方法:按使用目的:防护性镀层、防护装饰性镀层和功能性镀层按电化学性质分类:阳极性镀层和阴极性镀层。

阳极性镀层:凡镀层相对于基体金属的电位为负时,镀层是阳极,称阳极性镀层,如钢上的镀锌层。

阴极性镀层:镀层相对于基体金属的电位为正时,镀层呈阴极,称阴极镀层,为阻隔型镀层,如钢上的镀镍层、镀锡层等,尽可能致密。

一、电镀的基本原理及工艺1电镀的基本原理(1)电化学发应以酸性溶液镀铜为例简述电镀过程大的的电化学反应阴极反应:Cu2++ 2e = Cu2H+ + 2e = H2阳极反应:Cu - 2e = Cu2+4OH- - 4e = 2H2O+O22、电镀液组成电镀溶液有固定的成分和含量要求,使之达到一定的化学平衡,具有所要求的电化学性能。

镀液构成:电镀液由主盐,导电盐,活化剂,缓冲剂,添加剂等组成。

电解溶液按主要放电离子存在的形式,一般可分为主要以简单(单盐)形式存在和主要以络离子(复盐)形式存在的电解液两大类。

主盐在阴极上沉淀出所要求的镀层金属的盐称为主盐。

镀液主盐的含量多少,直接影响镀层的质量。

主盐的浓度过高,则镀层粗糙;主盐浓度过低,则允许的电流密度小,电流效率明显下降,影响沉积速度,还将导致其它问题。

导电盐提高溶液导电性的盐类,增强溶液导电性,提高分散能力。

缓冲剂能使溶液pH值在一定范围内维持基本恒定的物质。

电解液中活化剂阳极活化剂,能促进阳极溶解,使镀液中镍离子得到正常补充,氯化物含量过低,阳极易钝化,过高,阳极溶解过快,镀层结晶粗糙。

络合剂能与络合主盐中的金属离子形成络合物的物质称为络合剂。

添加剂为了改善镀层的性质,可在电解液中添加少量的添加剂。

金属电镀实验报告

金属电镀实验报告

金属电镀实验报告摘要本实验以金属电镀为主题,通过对铜制品的电镀实验,探究了金属电镀的原理与过程。

实验结果表明,金属电镀能够有效地使金属制品表面镀上一层金属,并且能够提高金属制品的耐腐蚀性和美观度。

本实验通过详细的步骤描述和实验结果分析,为金属电镀技术的应用提供了理论和实践基础。

1. 引言金属电镀是一种将金属离子沉积到导电体表面的技术,常用于增加金属制品的耐腐蚀性和美观度。

其原理是利用电解质溶液中的金属离子在电极表面还原为金属原子,并沉积在导电体表面,形成一层金属镀层。

本实验以铜制品为例,探究铜的电镀过程。

2. 实验步骤2.1 准备实验材料和设备在实验开始前,需要准备以下材料和设备: - 铜制品 - 铜盐溶液 - 电源 - 电解槽 - 导电线 - 铜电极2.2 清洗铜制品首先,将铜制品以及铜电极清洗干净,确保其表面没有任何杂质和污垢。

可以使用溶剂或者清洁剂进行清洗,并用纯水彻底冲洗干净。

2.3 准备电解槽将电解槽中注满铜盐溶液,并确保溶液中铜离子的浓度适当。

将铜电极分别连接到电源的正负极,将铜制品通过导电线连接到电源的负极。

2.4 进行电镀将连接好的铜制品在铜盐溶液中悬浮,确保其与铜电极不接触。

打开电源,调节合适的电流和电压,开始进行电镀。

电流和电压的大小可以根据实际需要进行调整。

2.5 观察和记录在电镀过程中,观察铜制品表面的变化。

记录电镀时间、电流、电压等关键参数,并观察电镀层的厚度和均匀性。

2.6 结束电镀根据实验的要求,确定电镀的时间。

当达到预定时间后,关闭电源,取出电镀完成的铜制品。

3. 实验结果与分析根据实验步骤所描述的方法,我们进行了金属电镀实验,并观察到以下结果:•铜制品经过电镀后,表面出现明显的铜色镀层。

•铜电极上的铜离子逐渐减少,镀层逐渐增厚。

•铜制品表面的铜离子逐渐减少,与铜离子的浓度逐渐增大,使得铜原子开始沉积在铜制品表面。

实验结果表明,金属电镀实验成功地将铜离子沉积在铜制品表面,形成了一层均匀的铜镀层。

电镀铜实验报告

电镀铜实验报告

电镀铜实验报告篇一:电镀铜--原理(参考)电镀铜原理篇电镀是指利用电解的方法从一定的电解质溶液(水溶液、非水溶液或熔盐)中,在经过处理的基体金属表面沉积各种所需性能或尺寸的连续、均匀而附着沉积的一种电化学过程的总称。

电镀所获得沉积层叫电沉积层或电镀层。

镀层的分类方法:按使用目的:防护性镀层、防护装饰性镀层和功能性镀层按电化学性质分类:阳极性镀层和阴极性镀层。

阳极性镀层:凡镀层相对于基体金属的电位为负时,镀层是阳极,称阳极性镀层,如钢上的镀锌层。

阴极性镀层:镀层相对于基体金属的电位为正时,镀层呈阴极,称阴极镀层,为阻隔型镀层,如钢上的镀镍层、镀锡层等,尽可能致密。

一、电镀的基本原理及工艺1电镀的基本原理(1)电化学发应以酸性溶液镀铜为例简述电镀过程大的的电化学反应阴极反应:Cu2++ 2e = Cu2H+ + 2e = H2阳极反应:Cu - 2e = Cu2+4OH- - 4e = 2H2O+O22、电镀液组成电镀溶液有固定的成分和含量要求,使之达到一定的化学平衡,具有所要求的电化学性能。

镀液构成:电镀液由主盐,导电盐,活化剂,缓冲剂,添加剂等组成。

电解溶液按主要放电离子存在的形式,一般可分为主要以简单(单盐)形式存在和主要以络离子(复盐)形式存在的电解液两大类。

主盐在阴极上沉淀出所要求的镀层金属的盐称为主盐。

镀液主盐的含量多少,直接影响镀层的质量。

主盐的浓度过高,则镀层粗糙;主盐浓度过低,则允许的电流密度小,电流效率明显下降,影响沉积速度,还将导致其它问题。

导电盐提高溶液导电性的盐类,增强溶液导电性,提高分散能力。

缓冲剂能使溶液pH值在一定范围内维持基本恒定的物质。

电解液中活化剂阳极活化剂,能促进阳极溶解,使镀液中镍离子得到正常补充,氯化物含量过低,阳极易钝化,过高,阳极溶解过快,镀层结晶粗糙。

络合剂能与络合主盐中的金属离子形成络合物的物质称为络合剂。

添加剂为了改善镀层的性质,可在电解液中添加少量的添加剂。

简易镀铜实验报告

简易镀铜实验报告

简易镀铜实验报告本实验旨在通过电化学方法,在铜板上镀铜,了解电化学反应原理,掌握实验操作技巧。

实验原理:电镀是一种利用电流产生的化学反应将金属沉积在其他金属表面的方法。

在电解质溶液中,正极(阳极)溶解,阴极上发生置换反应,使溶液中的金属阳离子被还原,沉积在阴极上,从而达到电镀的目的。

实验仪器与试剂:仪器:滤纸、玻璃棒、铜板、活性炭电极、电源、导线、电压表、酒精灯等。

试剂:硫酸铜溶液、硫酸、酒精等。

实验步骤:1. 清洗铜板:先用砂纸轻轻打磨铜板表面,去除污垢和氧化层,然后用温水冲洗干净,用酒精擦拭干燥。

2. 准备电解液:取适量硫酸铜溶液倒入容器中,加入适量的硫酸调节pH值,使其成为较为理想的电解质溶液。

3. 设置电镀池:将清洗好的铜板作为阴极,与一个活性炭电极作为阳极,二者间距离稍微调整,使其尽量平行放置。

4. 进行电镀:将电镀池放置在草纸或防水板上,将电极连线到电源上,设定适合的电压(根据实验要求决定),通电后观察。

5. 观察与分析:观察电镀过程中,铜板表面的变化,如溶解、电流大小等。

实验结果与分析:在进行电镀过程中,我们能够观察到以下现象:铜板表面开始产生气泡,并逐渐溶解,同时,电流表指针开始转动。

随着电流的注入,气泡不断释放,铜板表面的溶解速度也逐渐加快。

最终,我们可以观察到铜板表面出现了一层均匀的铜层,电流表指针停止转动。

这是因为在电解液中,硫酸铜溶液逐渐分解为铜离子和硫酸根离子,铜离子被电流带往阴极(铜板),并在阴极上发生还原反应,沉积成金属铜。

在电解液中,硫酸根离子起到稳定电解液的作用,控制电解过程。

电流的大小取决于电源电压和电解液中的离子浓度。

实验结论:通过本实验,我们成功地在铜板上进行了简易的镀铜实验。

在电解液中,电流通过铜板时,铜离子被带往阴极,发生还原反应,并沉积在铜板上,最终形成一层光滑均匀的铜层。

需要注意的是,在进行电镀实验时,应注意安全问题,避免触电和化学品溅出。

实验过程中,应正确连接电源,调节合适的电压和电流。

电镀铜实验报告

电镀铜实验报告

电镀铜及条件实验的探究一、实验目的和要求1.理解电镀等电化学方法的基本原理;2.了解钢铁表面电镀铜的一般工艺,学习电镀操作;3.理解电镀液的选择和影响镀层质量的因素;二、实验原理在电镀时,将待镀的工件作为阴极,用作镀层的金属作为阳极,两极置于欲镀金属的盐溶液即电镀液或电解液中;在适当的电压下,阳极上发生氧化反应,金属失去电子而成为阳离子进入溶液中,即阳极溶解若为不溶性阳极,则一般是溶液中的OH-失去电子放出O2;阴极发生还原反应,金属阳离子在阴极镀件上获得电子析出,沉积成金属镀层;一般地,电镀层是靠镀层金属在基体金属上结晶并与基体金属结合形成的;电镀液的选择直接影响电镀质量;例如,镀铜工艺中,用基本成分为CuSO4和H2SO4的酸性镀铜液,往往使镀层粗糙,与基体金属结合不牢;本实验采用焦磷酸盐镀铜液,能获得厚度均匀、结晶较细密的镀铜层,而且操作简便,成本较低,污染小;这种电镀液的主要成分是CuSO4和Na4P2O7焦磷酸钠;CuSO4在过量Na4P2O7溶液中形成配位化合物——Na6CuP2O72焦磷酸铜钠,化学反应方程式为:CuSO4+2Na4P2O7→Na6CuP2O72+Na2SO4该配位化合物中的配离子CuP2O726-比较稳定,稳定常数K稳=1×109,因此溶液中游离的Cu2+浓度很低,阴极上的电极反应为:CuP2O726-+2e-→Cu+2 P2O74-在具体电镀工艺过程中,镀液的pH、温度及搅拌程度、电流密度、极板间距、施镀时间等因素对镀层质量均有一定影响;三、操作方法和实验步骤四、数据记录与处理五、实验结果分析先分析是否搅拌这个自变量,在20min情况下,是否搅拌对镀层厚度的影响不大;估计是长时间电镀后,镀层覆盖到一定程度,不再覆盖,从镀层均匀度来看,搅拌的镀层更均匀;10min 的情况下,不搅拌的镀层厚度搅拌的镀层更厚,估计是4号钢片表面积更大,易于镀铜的关系;4组数据也说明了搅拌对镀层厚度影响不大,但是从镀层观察结果来看,搅拌后的镀层更均匀光亮;再来看时间这个自变量,4组实验总库伦量相等,20min的镀层厚度明显比10min的大,而且镀层也更均匀;六、心得顾佳辉:通过这次试验,我理解了电镀等电化学方法的基本原理,了解了钢铁表面电镀铜的一般工艺,学习电镀操作,明白了电镀液的选择和影响镀层质量的因素;准备阶段方面,对碳钢片的预处理很重要,用砂纸打磨钢片的正反面,至表面绣层、毛刺除尽,然后用去离子水洗干净,这几步我们做的很仔细;在板间距的控制上,我们在搅拌过程中很难保持每个部位都是相距2cm,只能保证中线相距2cm;另外镀层结束后对镀层观察方面,对于均匀度这样的特性,我们只能通过肉眼观察,难免有较大误差,最好可以用专门的仪器来判定;此实验通过控制变量的方法,研究单一变量对电镀效果的影响;在实验过程中,我认为有两点需要改进的地方;其一是该实验作为分析实验,需要数据的精确性,但是因为本实验中质量差最大为,只精确到的数据不足以显示出其变量改变后对镀层厚度的影响,应该使用更高精度的测重仪器;同时镀铜过程实际镀层覆盖六个表面积,但是计算过程只考虑了两个,也会造成误差;其二是四次实验分两组由不同的操作者在不同的仪器上完成,尽管电镀液混合过,但是仪器本身有所差别,操作者也有差别,会导致实验数据不准;综上,本次试验结论有待考究,结合以上两点改进后实验数据会更加精确;万舜:这次“电镀铜及条件实验的探究”实验;实验的原理我们在化学课程中早已学习过,但是在实际的电镀工业中,考虑到镀层的光滑程度以及牢固度,所以我们选用的不是基本成分为CuSO4和H2SO4的酸性镀铜液,而是焦磷酸盐镀铜液,这样能获得厚度均匀、结晶较细密的镀铜层;在实验操作方面,预处理阶段非常关键,直接关乎到整个实验的成功与否;所以打磨,清洗,去油等处理都需要很细心的去做;由于我们是要探讨不同条件下电镀的效果差异,所以我们需要与另一个小组保持其余条件的一致,所以电镀液需要实现进行混合平分;在电镀过程中,由于需要将钢板和铜片完全浸没在电镀液中,所以我们无法观察到电镀过程中的每一个变化;而且我们的比较的变量中有一个是是否搅拌,所以为了让数据更我说服力,我们最好是和另一个组同步搅拌速率;最后称重,计算镀层厚度时,我们所做的两个数据结果非常接近,而另一组的结果相差则比较大;我觉的最终的原因应该是空气天平的灵敏度不够,达不到实验的精度要求,这一点在我们称量镀铜后的钢板质量时就可以发现了,两次质量差仅有或,质量产生的误差可能就达到了50%;再就是我们计算钢板表面积时,只计算了上下两个表面,没有加上侧面积,也没有减去打孔的面积,但是表面积引起的相对误差较小;最后观察镀层时,虽然正反两面差距都不大,但是仍可以观察到,搅拌过的那组两面的镀层均匀程度更接近;这个实验不但让我直接了解并操作了电镀铜的工序,也让我重温了电路的连接,更重要的是可以探究不同条件下对镀层质量的影响;。

铁上镀铜实验报告(3篇)

铁上镀铜实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解铁上镀铜的原理和方法。

2. 掌握电镀工艺的基本步骤和注意事项。

3. 掌握电镀设备的操作方法。

4. 通过实验,提高动手能力和实验技能。

二、实验原理铁上镀铜是一种电镀工艺,利用电解质溶液中的铜离子在铁表面还原沉积,形成一层铜膜。

电镀过程中,铁作为阴极,铜作为阳极,电解质溶液通常为硫酸铜溶液。

三、实验材料与仪器1. 实验材料:铁片、硫酸铜溶液、电流表、电源、烧杯、玻璃棒、砂纸、胶布等。

2. 实验仪器:电镀槽、直流电源、电镀电源、电镀夹具、量筒、pH试纸等。

四、实验步骤1. 准备工作:将铁片用砂纸打磨干净,去除表面油污和氧化层,并用胶布固定在电镀夹具上。

2. 配制硫酸铜溶液:按照实验要求,准确量取一定量的硫酸铜固体,加入适量的去离子水,搅拌均匀,配制成一定浓度的硫酸铜溶液。

3. 调节pH值:使用pH试纸检测硫酸铜溶液的pH值,根据需要加入适量的稀硫酸或稀氢氧化钠溶液,调节pH值至适当范围。

4. 电镀:将铁片放入电镀槽中,将铜片作为阳极,插入硫酸铜溶液中,连接好电源,调节电流至实验要求。

5. 镀层形成:保持电流稳定,电镀一段时间后,观察铁片表面是否形成均匀的铜膜。

6. 清洗与干燥:电镀完成后,关闭电源,取出铁片,用去离子水冲洗干净,晾干。

五、实验结果与分析1. 实验结果:通过电镀实验,铁片表面成功形成了均匀的铜膜,镀层厚度适中,表面光滑。

2. 结果分析:电镀过程中,硫酸铜溶液中的铜离子在铁表面还原沉积,形成铜膜。

电流密度、温度、时间等因素对镀层质量有较大影响。

在本实验中,通过合理控制电流密度、温度和时间等参数,成功实现了铁上镀铜。

六、实验结论1. 铁上镀铜实验成功,证明了电镀工艺在金属表面处理中的应用价值。

2. 通过实验,掌握了电镀工艺的基本步骤和注意事项,提高了动手能力和实验技能。

七、实验注意事项1. 实验过程中,注意安全,防止触电和烫伤。

2. 配制硫酸铜溶液时,要准确量取硫酸铜固体,避免溶液浓度过高或过低。

电镀铜 化学实验报告

电镀铜 化学实验报告

电镀铜化学实验报告实验目的:通过电解方法制备出铜电镀,并研究电流强度对电镀质量的影响。

实验原理:电镀是利用电解的原理将金属离子还原成金属沉积在电极表面的过程。

在电镀实验中,我们将铜离子溶液作为电解液,利用电解槽中的电流,在阴极上沉积出金属铜。

实验步骤:1. 准备工作:将电解槽、电极、铜离子溶液以及电源连接线等仪器材料准备齐全。

2. 实验装置搭建:将电解槽中铜离子溶液倒入,将阳极和阴极分别置于电解槽中,确保两极不接触。

3. 调节电流强度:打开电源,通过调节电源的电流强度控制旋钮,调整电流强度为1A。

4. 开始电镀:将阴极放入电解槽中,保证铜离子溶液覆盖阴极表面,打开电源,开始电镀。

5. 观察电镀过程:在电镀过程中,观察阴极表面的变化,譬如开始会有一层淡黄色沉淀逐渐变为红铜色。

6. 调节电流强度:重复以上步骤,分别调节电流强度为2A和3A,进行电镀,观察阴极表面的变化。

实验结果:在1A电流强度下电镀,电镀时间为30分钟,阴极表面形成了一层均匀的红铜沉淀。

电镀质量较好。

在2A电流强度下电镀,电镀时间为30分钟,阴极表面形成了一层红铜沉淀,但表面不均匀,有一些凸起和凹陷。

在3A电流强度下电镀,电镀时间为30分钟,阴极表面形成了一层厚厚的红铜沉淀,但表面非常不均匀,有较多的凹陷和坑洞。

实验分析:通过上述实验结果可以看出,电流强度对电镀质量有影响。

在1A电流强度下,电镀质量较好,铜沉淀均匀。

随着电流强度的增加,电镀质量变差,表面变得不均匀,出现凸起和凹陷。

这是因为较低的电流强度有利于离子的均匀分布和沉积,而较高的电流强度则促进了不均匀的沉积。

此外,较高的电流强度会导致阴极温度升高,使电镀质量更加不稳定。

结论:通过本次实验,我们成功制备了铜电镀,并发现电流强度对电镀质量有明显的影响。

较低的电流强度有利于获得均匀的电镀层,而较高的电流强度会使电镀质量变差。

因此,在实际应用中,需要根据所需电镀质量的要求来选择适当的电流强度。

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镀金在工业、装潢、艺术等诸多领域都有着重要的应用,但目前我国现有的技术,特别是工业上所使用的镀金技术都存在着高能耗、高污染、低效率的缺陷,造成能资源浪费、成本过高、环境污染等一系列问题,不利于建设资源节约型、环境友好型的社会,阻碍新型化工业的发展。

同时,我们小组的成员在生活中发现,有许多金属采用了镀铜技术,使金属更为美观、耐用。

但经过上网搜索发现,绝大多数镀铜技术为有电镀铜,只能用于工业,对于小件金属镀铜显得太过复杂,出于为祖国科技发展贡献力量的热情,同时也出于个人兴趣以及自我提高、自我充实的目的,我们小组设计实验,探寻节能、简便、实用、可行,更适合于在生活中应用的无电镀铜技术。

二、课题研究的目标:对无电镀铜的方法有所了解,用简易工具、原料,探寻无电镀铜的方法:在铁钉、刀片等金属上镀上一层铜膜。

同时在传统镀铜工业的基础上,增进知识,做一个有心的化学学习者。

三、课题的新颖性:出于对化学学科的浓厚兴趣,小组成员主动提出探究镀铜的方法,在课题研究的过程中打破了传统镀铜思想的束缚,自己动手做试验,并大胆提出问题与猜想,用一种全新的理念思考问题,另辟蹊径,探寻新思路、新方法。

四、可行性分析:运用电镀的原理,设计了实验,该实验遵循科学性、可行性,小组成员自备实验器材与相关药品,比如常见金属铜、铁,普通家庭中易获得的食盐,白醋等进行实验,简便可行。

五、课题研究方案(容、方法、途径):1.通过高一第一学期对金属的学习,小组成员对于镀金属的方法产生了浓厚的兴趣。

2.小组成员通过图书馆,网络等多方面途径,查阅大量资料,搜集和积累有关文献,对每一种传统镀铜方法进行细致、全面的评价。

3.大家齐心协力经过严密的讨论,设计了实验。

4.按照设计的实验,自备实验药品,请教化学老师,作了充分的准备工作,自己动手。

5.在实验后,大家撰写论文和实验报告,亲身感受无电镀铜的优点与化学的神奇魅力。

六、论文:对"无电镀铜"的研究(一)引子无论是从化学还是生活的领域上说,我们对铜并不陌生。

铜是人类最早发现的古老金属之一,早在三千多年前人类就开始使用铜。

自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。

现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的,这种矿石含铜量极低,一般在2-3%左右。

铜具有许多可贵而优异的物理化学特性和奇妙的功能,不但为人类社会的进步作出了不可磨灭的贡献,而且随着人类文明的发展不断开发出新的用途。

从化学1中,我们已学了不少关于铜的化学知识。

铜的性质,特征,种类及冶炼方法。

我们知道了铜的热导率很高,化学稳定性强,抗强度大,易熔接,且有很好的抗蚀性、可塑性、延展性。

而常见的铜,有黄矿铜,孔雀石等。

至于冶炼铜的方法,我们已学了电解法(电解氯化铜溶液),湿法炼铜,生物炼铜和粗铜的精炼等。

那么,如何用简便的方法镀铜,以此来应用于我们的生活中呢?经过化学课上的学习,本化学小组对镀铜产生了浓厚的兴趣,大家共同合作进行了深入的探究。

(二)传统镀铜方法一般来说,现在所使用的传统镀铜方法有非金属流液镀铜法,无氰镀铜液及无氰镀铜法,通路孔镀铜法,小直径孔镀铜法,不溶阳极电镀铜法,半导体活化材料化学镀铜法,非水体系储氢合金粉的化学镀铜法,绝缘瓷套低温自催化镀铜法,碳纤维均匀镀铜工艺,瓷玻璃常温化学镀铜法等。

由于涉及专利问题,以上镀铜方法均不能找到详细过程。

但是我们在探究的过程中发现,以上这些镀铜方法往往耗资巨大,因为大多镀铜工艺适用于工业,因此在操作过程中具有一定危险性与困难性,也曾发生过在镀铜工艺过程中工作人员中毒的事件。

因此,探究新的,更安全,更合理,更简便的镀铜方法也是科学家们迫在眉睫的研究问题。

(三)关于无电镀铜此为日本东京株式会社日矿材料申请的专利。

一种无电镀铜溶液,其特征在于与第一还原剂一起使用作为第二还原剂的次磷酸或次磷酸盐,并同时使用抑制铜沉积的稳定剂。

第一还原剂包括福尔马林和二羟乙酸,次磷酸盐包括次磷酸钠、次磷酸钾和次磷酸铵。

抑制铜沉积的稳定剂包括烟酸、硫脲、2-巯基苯或巯基乙酸。

在较难发生镀敷反应的镜面(例如半导体晶片等)上无电镀铜时,该无电镀铜溶液可以在降低的温度下上实现均匀镀敷。

铜金属的无电电镀制成的阻挡层沉积能给人们带来很多好处。

它适应集约型工业的特点,环保安全,适合科技工作者的研究与工业上技术的进一步革新;在工业上有广泛应用,如上图所示,它可作为电镀铜的有效补充,是高新工艺的重要组成部分。

据乐观估计,未来在镀铜工业上无电镀铜将会有更广阔的发展前景。

无电镀铜的优点中,有对双向导电的选择性,有再沉积一种无定形合金的可能性,有通过加入一种第三组份而使二元合金的性质增强化的好处,有高可靠性和低成本费用。

在集成电路的结构中在铜和钴的面上,在碱性溶液中常沉积一层富钴的钴--钨--磷三元合金。

合金中磷的成分较高(以重量计约11%),低的第三组份钨(约以重量计占2%)。

以无电镀铜膜作为后续电镀铜的晶种层,得到纯度相当高,表面粗糙度低,电阻系数低,残留应力低,填充能力极佳的铜金属连线,具有绝佳的平整度与良好的阶梯覆盖性, 铜镀层与几何结构一致成份纯且均匀,此一整合性低温电化学镀铜法,非常适合作为下一时代90nm 以下超大型积体电路中金属连线之使用。

(四)探究无电镀铜的实验[实验目的]探究学生利用日常材料进行无电镀铜的可行性[实验原理] 所谓电镀,就是应用电解原理,在某些金属表面镀上一薄层其它金属或合金的过程。

[关于实验的猜想与问题]1. 铜片在氨水中浸没时与在玻璃罐中时的状态是否相同?2. 在将铜片放入溶液中后,为什么铜绿会消失,铜片会露出金属的本色,而铜片表面又为什么会有气泡产生?[实验时间]2007年2月2日下午第四节课[实验场所]效实中学化学实验室[实验用品] 氨水、铜片(约20枚)、盘子、足量餐巾纸、百洁丝、铁钉(约4枚)、足量食盐、足量白醋,茶匙,玻璃罐2个,盘子2个,纸巾若干[实验步骤]1、取20枚铜片及足量餐巾纸,准备好盘子放于通风处,先将几层纸巾均匀平铺于盘子上,然后将铜片均匀置于餐巾纸上。

2、将氨水淋在铜片上,使得铜片刚好浸没在氨水中,晾干。

观察到氨水在倒入盘子后迅速放出有刺激性气味的气体,在很长一段时间刺鼻气味没有消失。

当氨水浸没铜片后约三分钟,餐巾纸上呈现出蓝色,且在铜片晾干后,表面形成一层铜绿。

(铜片与氨水和空气中的二氧化碳反应,生成了碱式碳酸铜和氨气,放出的有刺激性气味的气体即为氨气。

推测实验方程式:2cu+nh3·h20+co2 =cu2(oh)2co3+nh3↑)3、将白醋倒入玻璃瓶中(约半瓶),然后将半勺食盐倒入玻璃瓶中,用茶匙搅拌直至食盐完全溶解。

4将20枚铜片放入玻璃瓶里静置。

观察到铜片表面的铜绿基本消失,铜片露出铜的金属本色,铜片表面有气泡产生。

5.用百洁丝擦拭铁钉表面,直到铁钉露出金属光泽。

然后将铁钉放入玻璃罐中,静置过夜。

观察到:将铁钉投入溶液后,立即有大量气泡产生,并附着于其表面。

6.将玻璃瓶静置于阴凉通风处二至三日,观察到:过夜后铁钉表面形成了一层铜膜,并随着时间的推移铜膜逐渐致密。

当玻璃瓶被静置后数日,仍能看到有气泡产生,同时溶液呈橘红色,铁钉与铜片较刚放入时显现出更明亮的光泽。

[误差分析] 1、因时间关系,铜片在没有完全晾干的情况下,或是铁钉表面的铁锈没有完全被百洁丝擦去,未充分显出光泽时,即被投入白醋中,可能造成误差或使现象不明显。

2、白醋及氨水的质量得不到充分保证,用量尚需斟酌。

3、由于实验所需材料均为自备(除氨水与铜片外),因此与专业材料相比,难免在用量与用法上有所误差,这可能造成实验结果不明显。

[实验结论] 经过较长时间的静置,玻璃瓶中的铁钉表面已覆盖上一层薄膜,表面显铜的自然光泽,-这表明用此法镀铜取得一定成效。

(cu-2e=cu2+)猜测铜离子与醋酸以及氢氧根反应,生成铜、甲酸氢根与氢气。

推测实验方程式:+--cu2+2ch3cooh+4oh=cu+2hc2o4+5h2↑(五)对于实验的评价1. 关于化学学习:根据以上结论,我们了解了"无电镀铜"的基本方法,将"有电镀铜"和"无电镀铜"紧密的结合在一起,并且这个实验在实验室就能完成,简单方便,我们从中更体会到了化学的灵活性以及化学与生活的紧密联系。

2.关于实验:科学性:不断地通过学习、思考、研究获取新知识,并且学以致用,解决实际问题。

时效性:无电镀铜是当今社会的一大化学热点,对它的研究就意味着跟上时代的脚步,就是对世界的充分了解,就是快速的溶入整个世界,具有现代化学理念。

创新性:在实验室中进行这个无电镀铜的实验,不同与其他的试验,试验场所发生了质的飞跃,从仪器精密的工厂了,来到了简单方便的实验室,把程序繁琐的试验过程变成了简单的试验探索,这也就是其创新意义之所在:删繁就简。

探索性:"无电镀铜"对于大多数的同学来说还是比较陌生的,所以无电镀铜这个试验也是对不知道的化学领域的探索研究。

通过这次实验,我们不仅加深了对化学的了解,更是体验到了探索精神和乐趣。

合理性:本次课题研究,先由课题选择、查阅资料、再制订实验方案、再进行实验,以验证理论推想,最终得出结论。

理论指导了实践,实践验证了理论,最后形成结论,完成了"理论--实践--理论"三步走,整个过程思路清晰、完整、有条理。

可行性:本次课题研究中所用器材和药品都是很常见且简易的,基本可以在家庭的厨房中找到,成本低廉,这也是本次课题--无电镀铜的最大优点。

有待进一步完善的问题:其一是速度太慢,需1-2天小铁钉才能完整地镀上铜膜;其二是4-5天后仍浸在介质中的刀片表面铜膜脱落,刀面呈黑色。

可见如要将该法应用于工业生产中需对此法的生产工艺作进一步的研究,以完善其实用性。

3.关于实验细节:值得学习的地方:(1).实验进行的严密性:这里的严密性不仅仅是指实验步骤的严密,也是指实验前对可能发生的意外作出的周密思考,对于有刺激性气味的化学反应过程,均在通风处完成;所有药品的取、放以及实验操作都严格遵守实验规。

(2).多次实验看结果:不同与普遍的化学实验,出于严谨考虑,本次实验我们作了多组平行试验,在实验过程中及时记录实验现象,并持续跟踪观察、记录,使实验结果更有代表性,更能说明问题。

可以改进的地方:(1).实验器材的精确性:实验器材应该新买,而不应该个人准备,虽然这只是一个小实验,但药品的纯度则会对实验造成影响。

4.关于小组合作:(1).在此实验前,小组成员进行了积极且充分的准备,除铜片和氨水外,所有的器材和药品都由组员从各自家中带来,并及时与老师沟通借用所缺的实验用品、确定实验场所,并且查阅相关的资料。

(2).实验时,组员团结一致,分工合作,服从命令,合理统筹。

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