表面工程概论6.ppt

3.4 塑料及其它非金属上的电镀 优点:降低了产品的重量和成本。 缺点：不导电，不导热，不耐磨，易变形，不耐污染，缺乏金属光泽，从而在一定程度上限制了使用范围。 如果在塑料上镀一层金属，就有可能弥补其缺点，大大提高其使用性能，其主要优点如下： ①提高了塑料制品的表面机械强度，延长其使用寿命. ②使塑料制品具有导电性，导磁性和可焊性. ③使塑料制品对光和大气等外界因素有较高的稳定性，可防止老化. ④使塑料制品表面具有金属光泽，美观且不易污染 3.4.1非金属的表面金属化处理 表面金属导电层必须能够:①导电、②应和基体有足够的结合力以及充分的覆盖性。 表面金属化的方法： 1干法：包括①真空镀膜、②阴极溅衬、③喷镀、④烧渗银法：将氧化银等物质的混合物涂到非金属制品表面上，经高温处理使氧化银分解为银层，然后电镀。 2湿法：包括①涂导电胶法、②化学镀法 3.4.2塑料电镀 目前，使用的塑料类型日益增多，有ABS塑料、聚丙烯塑料、尼龙等。由于ABS塑料具有无毒，无臭，耐腐蚀，耐磨性好，抗冲压强度高，便于加工成形，其表面又易于浸蚀，故可以获得结合力良好的镀层。所以应用最广。 1.塑料的表面准备 1除油：如塑料表面油污较多，可先用有机溶剂除油，然后化学除油。若油污较少，则仅用化学除油即可。 ?表1? 常用塑料适用的有机溶剂 ②化学除油：化学除油可用电镀前处理的碱性除油液。但要注意温度不宜过高，否则某些塑料容易变形。常用碱性除油工艺如表2： 2粗化：粗化的目的是使塑料表面微观粗糙，使镀层与基体接触面积上升，还可使塑料表面由憎水变为亲水，以提高塑料表面与镀层间的结合力。其方法有： ①机械粗化：如砂纸打磨，气喷，滚磨等。 ②化学粗化：粗化液中常含有铬酐和硫酸，是一种强氧化性溶液。它成分简单，维护方便，粗化速度快，效果好。目前，塑料电镀基本上都采用化学粗化。 表3为ABS塑料常用粗化液及工艺条件 表4为几种树脂的粗化条件 ③有机溶剂粗化：对不适宜用酸液粗化的塑料制品，可采用有机溶剂粗化。有时为获得更好的效果，也可将有机粗化与其它粗化方法结合。 3敏化：敏化的作用是使工件表面吸附一层容易氧化的物质，以便在活化处理（把催化金属还原出来）时被氧化，在表面形成活化层或催化膜，可以缩短化学镀的诱导期，并保证化学镀的顺利进行。敏化的质量对于塑料电镀的效果是关键因素。常用的敏化剂是二价锡盐和三价钛盐。 使用SnCl2的配方及工艺如下  SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl (沉淀)+HCl SnCl2+2H2O=Sn(OH)2(沉淀)+2HCl Sn(OH)Cl + SN(OH)2= SN2(OH)3Cl 所以从敏化液中取出的塑料件：①既要清洗干净，以免污染活化液；②又不能用过大的流速和过长的时间冲洗，否则将不利于凝胶物质的形成和表面附着。 敏化液在空气中易和氧作用而失去还原能力， ????? 2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O? 所以加Sn条的目的就是为了防止Sn2+氧化， ?????????? Sn4++Sn=2Sn2+ 配制SnCl2敏化液时要注意：最好是将SnCl2溶于HCl中，待全部溶解后再加水稀释，以避免SnCl2在中性水溶液中极易水解生成碱式氯化亚锡沉淀，使溶液呈乳白色，既降低了敏化效果，又恶化了镀层与基体的结合力。 4活化：将敏化处理时生成的一层物质氧化，在塑料表面产生有催化性的贵金属薄层，作为化学镀时氧化还原反应的催化剂。能起催化作用的贵金属有金、银、铂、钯等。常用的活化液有两种类型： ①离子型活化液：应用最多的是含Ag+和Pd2+的活化液。当经过敏化后的塑料件浸入含有银离子或钯离子的溶液中时，贵金属离子立即被二价锡还原，生成贵金属微粒粘附在塑料表面。 ???????????? 2Ag++Sn2+=Sn4++2Ag（沉淀) ?????????? Pd2++Sn2+=Sn4++Pd（沉淀) 这些沉淀就成为化学镀的催化结晶中心。AgNO3活化液稳定性不够好，使用寿命短，但比较经济，PdCl2(AuCl2)价格较贵，但稳定性好，寿命长。 ②胶体钯活化液：用胶体钯活化液进行活化亦称为直接活化法，它是将敏化和活化合并为一步进行。胶体钯活化液稳定性相当好，使用维护方便，且比离子型活化液所得镀层结合力高。下表为活化液组成及工艺条件。 常用胶体钯活化液组成如下： 5解胶或还原 ①用胶体钯活化的塑料件，其表面吸附一层胶体钯微粒为核心的胶团。为使钯能起催化作用，必须进行解胶处理，把附着在钯外面的SnO32-、Sn2+、Cl-等离子去掉。常用的解胶溶液和工艺条件如下： 盐酸 100ml 氢氧化钠 5~15g 水 900ml