化学溶液镀膜法讲义教材.ppt

Materials Physicsv 化学溶液镀膜法 在溶液中利用化学反应或电化学原理在集体材料表面上沉积成膜的一种技术 v 主要方法： 化学反应沉积、阳极氧化、电镀和溶胶-凝胶法等2.4.5 2.4.5 化学溶液镀膜法化学溶液镀膜法化学反应沉积镀膜法化学反应沉积镀膜法(1) (1) 化学镀化学镀还原 所用的还原剂的电离电位必须比沉积金属的电离电位低，但两者电位不宜相差过大 常用的还原剂：次磷酸盐(镀镍)、甲醛(镀铜)v 通常称为无电源电镀，是利用还原剂从所镀物质的溶液中以化学还原作用，在镀件的固液两相界面上析出和沉积得到镀层的技术v 原理 1) 表面的自催化作用 Materials Physicsv这种自催化反应，目前已广泛用于镀镍、钴、钯已广泛用于镀镍、钴、钯、铂、铜、银、金等金属薄膜以及含上述金属的、铂、铜、银、金等金属薄膜以及含上述金属的一些合金一些合金，（例如含有磷和硼的金属合金等）v也用于某些本来不能直接依靠自身催化而沉积的本来不能直接依靠自身催化而沉积的金属元素和非金属元素所形成的合金镀层或形成金属元素和非金属元素所形成的合金镀层或形成复合镀层复合镀层，例如塑料、玻璃、陶瓷等-需事先进行敏化处理。

v化学镀的特点1) 工艺简单，适应范围广，不需要电源，不需要制作阳极，只要一般操作人员均可操作2) 镀层与基体的结合强度好3) 成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少4) 无毒，有利于环保5) 投资少，数百元设备即可，见效快Materials Physicsv化学镀的应用1) 化学镀在金属材料表面上的应用 铝或钢材料等非贵金属基底可用化学镀镍技术防护，并可避免用难以加工的不锈钢来提高它们的表面性质化学镀银主要用于电子部件的焊接点、印制线路板，以提高制品的耐蚀性和导电性能还广泛用于各种装饰品2) 化学镀在非金属材料表面上的应用 非导体可用化学镀镀一种或几种金属以提高其装饰性和功能性(例如电磁干扰屏蔽) 许多工程塑料因其轻质和良好的耐腐蚀性能被考虑用作金属的代用品，可用化学镀镍来获得导电性或使其电屏蔽 (2) (2) 置换沉积镀膜置换沉积镀膜v 又称为浸镀不需采用外部电流源，在待镀金属盐类的溶液中，靠化学置换的方法在基体上沉积出该金属的方法v 原理 当电位较负的基体金属A浸入到电位较正的金属离子B2+溶液中时，由于存在一定的电动势而形成微电池，在A表面上，发生金属B析出置换反应 本质上是一种在界面上固液两相间金属原子和离子相互交换的过程。

其与化学镀的区别在于无需在溶液中加入化学还原剂，因为基体本身就是还原剂用这种方法制得的膜层疏松多孔，而且结合不良，要加入添加剂或络合剂来改善膜层的结合力v应用 主要用于铜及其合金、钢及其某些铝合金上镀锡层，也常用作电镀前在某些基体表面沉积一层底膜，用来改善后续涂层Materials Physics与化学镀的区别：与化学镀的区别：v金属基体电位较负，作了还原剂，不需要再专门加入还原剂v加入添加剂（or 络合剂）：改善膜层的结合力；v镀Cu：加入阳离子嫩黄7GLv镀贵金属：加入氰化物用途：用途：v镀Cu，Sn 等，or 电镀前打底层Materials Physicsvv 化学溶液镀膜法化学溶液镀膜法 在溶液中利用化学反应或电化学原理在基体材料表面上沉积成膜的一种技术 vv 主要方法：主要方法： 化学反应沉积化学反应沉积、阳极氧化、电镀和溶胶-凝胶法等2.4.5 2.4.5 化学溶液镀膜法化学溶液镀膜法化学反应沉积镀膜法化学反应沉积镀膜法1. 1. 化学镀化学镀所用的还原剂的电离电位必须比沉积金属的电离电位所用的还原剂的电离电位必须比沉积金属的电离电位低低，但两者电位不宜相差过大常用的还原剂：次磷酸盐次磷酸盐( (镀镍镀镍) )、甲醛甲醛( (镀铜镀铜) )通常称为无电源电镀，是利用还原剂从所镀物质的溶还原剂从所镀物质的溶液中以化学还原液中以化学还原作用，在镀件的固液两相界面上析出和沉积得到镀层的技术。

原理原理: : 1) 表面的自催化作用 Materials Physicsv这种自催化反应，目前已广泛用于镀镍、钴、钯已广泛用于镀镍、钴、钯、铂、铜、银、金等金属薄膜以及含上述金属的、铂、铜、银、金等金属薄膜以及含上述金属的一些合金一些合金（例如含有磷和硼的金属合金等）v也用于某些本来不能直接依靠自身催化而沉积的本来不能直接依靠自身催化而沉积的金属元素和非金属元素所形成的合金镀层或形成金属元素和非金属元素所形成的合金镀层或形成复合镀层复合镀层，例如塑料、玻璃、陶瓷等-需事先进行敏化处理Materials Physics2) 镀 Ni 的机理镀 Ni 沉积反应催化表面次磷酸盐分解释放出初生态原子氢沉积Ni自催化化学镀的特点化学镀的特点: :1) 工艺简单，适应范围广，不需要电源，不需要制作阳极，只要一般操作人员均可操作2) 镀层与基体的结合强度好3) 成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少4) 无毒，有利于环保5) 投资少，数百元设备即可.Materials Physics化学镀的应用化学镀的应用: :1) 1) 化学镀在金属材料表面上的应用化学镀在金属材料表面上的应用 铝或钢材料等非贵金属基底可用化学镀镍技术防护，并可避免用难以加工的不锈钢来提高它们的表面性质。

化学镀银主要用于电子部件的焊接点、印制线路板，以提高制品的耐蚀性和导电性能还广泛用于各种装饰品2) 2) 化学镀在非金属材料表面上的应用化学镀在非金属材料表面上的应用非导体可用化学镀镀一种或几种金属以提高其装饰性和功能性(例如电磁干扰屏蔽)许多工程塑料因其轻质和良好的耐腐蚀性能被考虑用作金属的代用品，可用化学镀镍来获得导电性或使其电屏蔽 2. 2. 置换沉积镀膜置换沉积镀膜又称为浸镀不需采用外部电流源，在待镀金属盐类的溶液中，靠化学置换的方法在基体上沉积出该金属的方法原理原理: : 当电位较负的基体金属 A 浸入到电位较正的金属离子B2+溶液中时，由于存在一定的电动势而形成微电池，在 A 表面上，发生金属 B 析出置换反应本质上是一种在界面上固液两相间金属原子和离子相互交换的过程其与化学镀的区别化学镀的区别在于无需在溶液中加入化学还原剂，因为基体本身就是还原剂与化学镀的区别与化学镀的区别应用：应用：主要用于铜及其合金、钢及其某些铝合金上镀锡层，也常用作电镀前在某些基体表面沉积一层底膜，用来改善后续涂层缺点：缺点：用这种方法制得的膜层疏松多孔，而且结合不良，要加入添加剂或络合剂来改善膜层的结合力。

思考题：1. 试比较电阻加热与电子束加热两种方法的技术特点2. 什么叫溅射？影响溅射的主要因素？3. 比较溅射与蒸发二者的特点4. 说明影响CVD的参数。