电镀工艺学 教学课件 ppt 作者 冯立明 王玥 主编电镀工艺学-2.pptVIP

2.1电极反应与过程2.2电极的极化2.3金属的电沉积2.4电镀的阳极过程 微分电容曲线及应用 活性粒子在电极与溶液界面的吸附 * * 第 2 章 电镀电极过程 界面性质 化学因素 电极催化能力 电场因素 1010V/m 电极材料性质 表面状态 2.1电极反应与过程 双电层微分电容（differential capacity of double electric layer） 在金属－－溶液界面存在双电层，如果把电极－－溶液界面看成一个电容器，将很小的电量dq引到电极上，则溶液中必有电量绝对值相同的异号离子出现，它引起的电极电位变化为dψ， 其中Cd＝dq/dψ 。 电极及溶液界面的性质 a、可研究双电层结构； b、研究SAA吸附机理，脱附电位范围及程度； c、研究电极表面状态及真实表面积； 研究双电层微分电容的意义 假电容 在一定电位范围内，SAA吸附使Cd值下降 SAA对微分电容曲线的影响 ③ 研究SAA在电极上的吸附 1-未加表面活性物质； 2-加入表面活性物质，在ψ(o)附近未达 到饱和吸附； 3-在ψ(o)附近达到饱和吸附 随着活性物质浓度加大， ψ(o)附近Cd值逐渐减小，最后达到极限值； 表面活性物质 介电常数 分子大小 105 24 -1.52 -1.12 添加剂的吸附电位：-1.12~-1.52 氢气析出 合成的染料AQ( 为含有N, O 等的蒽醌染料) 说明添加剂在电极表面有强烈吸附作用, 提高了阴极过电位, 阻碍了铜的电沉积过程。 稳定电位下Cd~CAQ 曲线 加5 mg / L 时, 体系微分电容就显著下降, 此后随着浓度增加微分电容仍然呈现下降趋势。 IM6e 电化学测试仪，研究电极为铂盘电极( 直径0. 62 cm) 盘上均匀镀上的铜层, 参比电极为饱和甘汞电极( SCE) , 辅助电极为铂电极。 交流电桥法,交流讯号振幅为5mV ,频率为1kHz。 研究电极——滴汞电极, 参比电极——饱和甘汞电极, 辅助电极——铂黑电极。 研究用溶液: a. 1mol/ L KCl 溶液 b. “a” + 5g/ L KCN 溶液 c. “b” + 30ml/ L 光亮剂A d. “b” + 15ml/ L 光亮剂B e. “b” + 30ml/ L 光亮剂A + 15ml/ L 光亮剂B 比较曲线a 与b , KCN 使微分电容增加、右移。 比较曲线b 与c、d、e , 光亮剂A 使微分电容增加, 光亮剂B 使微分电容下降 原因： 光亮剂A介电常数比水大,随电位变化其微分电容值有所波动; 光亮剂B介电常数较小; 两种光亮剂混合加时,竞争吸附。 用滴汞电极及DD-1电镀参数综合测试仪 溶液组成：硫酸2.5g/L十添加剂20mL/L 温度为55℃ 吸附电极电位： -0.4~-1.2V, 吸附集中表现在 双电层结构的变化. 各类表面活性物质的脱附电位范围 （按浓度约为0.1％估计） - 0.8 →- 1.1 - 0.8 →- 1.1 - 1.1 →- 1.3 - 1.4 →- 1.6 - 1.6 →- 1.8 有机离子（磺酸、脂肪酸） 芳烃酚 脂肪醇、胺 有机阳离子（季胺盐等） 多聚型添加剂（平平加、动物胶等） 脱附电位/V 添 加 剂 4、同一系列的化合物，只要溶解度许可，表面活性随 着碳氢链的增加而加强； 例如：聚乙二醇 M6000效果好！ 5、碳氢链相同的脂肪族化合物，其表面活性为： 羧酸胺醇酯 如：正丁基化合物 =CO=S-SH-COOH-CHO-CN-OH SAA在电极表面上吸附行为基本规律 1、有机分子吸附只在一定的电位范围内发生特性吸附； 2、有机SAA联合使用效果更为显著； 3、吸附行为与有机物结构行为有关，含有极性基团的有 机分子，特别是含有N、S、O等的化合物，一般都能 在电极和溶液的界面上吸附； SAA在电极表面上吸附行为基本规律 6、如在烃基R一定时，胺类的表面活性顺序为： NH3RNH2R2NHR3NR4N+ 在酸性镀液中且镀层金属活性不高时（如Pb、Cu、Sn等），阴离子型及非离子型添加剂在电极上有较强的吸附； 在碱性镀液中，特别是镀层金属活泼性较高时（如Zn），应首先考虑多聚型非离子添加剂； 在氰化镀液中，除了阴极电位较负的原因外，还由于CN-吸附作用很强，影响了其他物质的吸附，因此能应用的添加剂很少。 镀液中有效的添加剂选