碱性锌镍合金脉冲电镀工艺研究.pdf

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1、2013年3月碱性锌镍合金脉冲电镀工艺研究1l7碱性锌镍合金脉冲电镀工艺研究范光龙李琴刘声龙徐二江李星(南昌航空大学材料科学与_-12程学院，江西南昌330069)摘要：采用脉冲电镀工艺，以碱性锌酸盐镀锌镍合金体系为基础镀液，制备了锌镍合金镀层，通过赫尔槽及正交实验研究了占空比、时问t、温度T、电流密度D对镀层的影响，得到了脉冲电镀锌镍合金镀层最佳工艺参数。关键词：锌镍合金脉冲电镀正交实验占空比锌镍合金是近20年来兴起的一种钢铁阳极防护1实验镀层。锌镍合金通常是指镍含量在20％以下的低镍含1．1实验材料、药品及仪器量合金，此类合金镀层不仅耐蚀性

2、比单独镀锌高7～1O实验所采用的待镀试样为铜片，规格为25mmX20倍，而且还拥有良好的上漆性、可焊性和成型性，因而mm×1mm，阳极为镍板。试样在实验前用砂纸打磨，被广泛用于汽车、航天航空、轻工、家电等钢铁防护；另且各试样钻有孔径约4．0mm的小孑L以备挂片之用。外，锌镍合金还具有低氢脆的优点，可作为代镉镀层在1．2电镀工艺流程航空工业中使用⋯。试样打磨一水洗一化学除油一水洗一酸洗脉冲电镀是20世纪6O年代发展起来的一种电镀一水洗一称重一脉冲电镀一水洗一吹干、称重技术J。它的应用范围极广，不但在各种常规镀种的1．3工艺规范高速电镀上应用，而且

3、在印制板高密度互连通孑L酸性采用碱性锌酸盐体系，基础镀液的工艺规范见表镀铜上，在制造纳米晶、纳米多层膜时，应用脉冲电镀1。都比直流电镀好“J。表1基础镀液的工艺规范溶液组成含量溶液组成含量氧化锌8一l2g／L乙二胺适量氢氧化钠100—140g,／L三乙醇胺适量硫酸镍lO一14g／L添加剂适量电流密度3、4,5、6A／din温度25、3O、35、4o℃占空比2O％、30％、4o％、5O％时间1O、2O、3O、4orain配制1000mL的镀液，基本操作如下：合溶液中，搅拌并加入蒸馏水使其达到1000mL，继续分别取10gZnO和100gNaOH，

4、加入少量水搅拌搅拌待溶液完全混合。使其溶解，然后放置水中冷却；量取12gNiSO·1．4赫尔槽实验6H：O，加入少量水搅拌溶解，然后依次加入定量的乙二采用250mL赫尔槽，所用阴极为100mm×70胺和三乙醇胺，搅拌使其均匀；待ZnO和NaOH混合溶mm的铜片，阳极为63mm×70mm的镍板，实验电流液冷却后，再将其溶液缓慢加入乙二胺和三乙醇胺混为lA。表2常用的电流与250mL赫尔槽阴极样板各点电流密度对应值／A·dm至阴极近端的距离电A1l23456789ll8江西化工2013年第1期15．453．742．782．O81．541．090．7

5、20．40O．112l0．9O7．485．564．163．O82．181．44O．8OO．22527．2518．7013．9010．407．7O5．453．602．00O．55实验结果：距离阴极不同距离处，镀层的外观并不度选取见表4，选取3、4,5、6(单位A·dm)。一样：3cm以前镀层均匀、致密、光亮；3cm一6cm之间1．5正交实验镀层较薄、发暗；6em以后镀层发黑且有点蚀，因此电流实验脉冲波形如图1所示。密度选取在距离阴极近端3cm以内，其具体的电流密图1脉冲电镀波形圈为了既简便又准确地选择最优工艺条件，采用正在此基础上，对影响脉冲锌镍

6、合金电镀较明显的交实验方法来进行参数优化。首先确定镀液基本成分占空比，温度，电镀密度，时间四个因素取四个水平进为：ZnO8一l2g／L；NiSO4·6H2010—14g／L；NaOH行正交实验，共做十六组试验，见表3。100—140L；乙二胺适量；三乙醇胺适量。表3四因素工艺参数正交试验实验序号T／oCDk／A·dm‘％t／rain空白组膜重／gl254403020．01512306202020．01293356404030．037440420103O．0o035255204040．0054630340l040．00l673532030l0．0

7、04840540201O．ooO82013年3月碱性锌镍合金脉冲电镀工艺研究l199253．502030．12410305303030．0196ll355501020．0o85l2403304020．o02713256301010．oo36143045040l0．01641535430204O．ool616406503040．o326由4因素l6组正交试验数据，可得表4结果。表4正交实验分析结果项目数据处理K10．14810．1381O．O2260．0140．l(20．Q5O50．06440．O2750．1393O．o392l(3O．05l10

8、．02850．o545O．O7130．18O90．o3640．055lO．18150．O615O．04l2K10．037025O．0345250．0o