徐晶，梁成浩，王金渠，黄乃宝，唐荣斌

（1.大连理工大学化工学院，辽宁 大连 116021；2.大连海事大学交通与物流工程学院，辽宁 大连 116026）

镍网上无氰镀银–钯合金工艺

徐晶1，梁成浩2,*，王金渠1，黄乃宝2，唐荣斌2

（1.大连理工大学化工学院，辽宁 大连 116021；2.大连海事大学交通与物流工程学院，辽宁 大连 116026）

研究了一种氯化物无氰电镀Ag–Pd合金工艺，通过正交试验得出最佳配方及工艺条件：氯化锂520 g/L，氯化钯1.31 g/L，硝酸银3.11 g/L，添加剂为0.05 g/L硫脲和0.2 g/L氯化镍，pH为2.0，温度60 °C，阴极电流密度0.15 A/dm2。测试表明，该镀液性能稳定，分散能力为86.75%，覆盖能力为4.53。所得合金镀层中银含量为72.89%，钯含量为22.68%，镍含量为4.43%；厚度为20 μm，光亮度达到2级以上，结晶细致，颗粒分布均匀，结合力良好，耐腐蚀性能强。

镍网基体；银–钯合金；无氰电镀

1 前言

Ag–Pd合金镀层具有耐磨性高、抗蚀性好、电阻率稳定等优点，广泛应用于电子电器中的电接触点、国防、燃料电池等领域[1-4]。与钯镀层和金镀层相比，Ag–Pd合金镀层具有成本低、选择性好等优点，因而引起了研究者的极大关注。

氰化物具有剧毒，对环境和操作人员有着极大的危害，国内外都致力于开发无氰电镀工艺的研究。迄今为止，无氰镀Ag–Pd合金主要有卤化物体系、氨化合物体系、EDTA体系、氯化 1–乙基–3–甲基咪唑/四氟硼酸盐离子液体体系[5-10]等，但这些工艺都无法与氰化物镀Ag–Pd合金工艺相媲美，仍存在许多亟待解决的问题，如镀层的光泽不佳、结合力差及镀液不稳定等。本文开发了一种镍网无氰镀Ag–Pd合金工艺，通过正交试验确定了最佳工艺配方和操作参数，并分析了镀液和镀层的性能。

2 实验

2. 1 镀液配方及工艺条件

所用试剂均为分析纯，镀液用去离子水配制。基体为1.5 cm × 2.5 cm的镍丝网，镍丝的直径为0.36 mm，镍含量大于99%。阳极为2 cm × 4 cm的石墨板。pH采用pB210型酸度计进行测试。

工艺流程为：超声波化学除油—热水洗—冷水洗—强浸蚀—水洗—弱浸蚀—水洗—阴极活化—施镀—水洗—自然晾干。

在综合考虑氰化物镀Ag–Pd合金工艺[11]和无氰化物镀Ag–Pd合金工艺[5]的基础上，经过大量筛选实验，研制出一种Ag–Pd合金电镀工艺。镀液配方及工艺条件如下：无水AgNO33.2 g/L，无水PdCl22.40 g/L，无水LiCl 600 g/L，浓盐酸9.7 g/L，添加剂适量，pH 2.0，50 °C。添加剂由0.05 g/L硫脲和0.2 g/L氯化镍所组成。

2. 2 镀液的维护

(1) 定期分析镀液中银和钯的含量，及时补充银盐和钯盐。

(2) 每次施镀前，用酸度计测量镀液的pH，并用氢氧化钠调节pH至2.0。

(3) 对于复合添加剂，要严格控制用量，如果有机脲类过多会生成沉淀。(4) 由于配位剂为氯化物，因此要定期补加氯离子。(5) 及时向镀液中添加去离子水，保持电解质浓度的稳定。

2. 3 正交试验设计

为了获得最佳的镀层质量，用正交试验对工艺配方进行筛选和优化。选择使用 L16(45)正交表，因素水平列于表1。施镀时间均为5 min。

表1 因素水平Table 1 Factors and their levels

以镀层的外观和结合力为考察指标。外观根据目测法进行评分；结合力根据热震试验确定[12]，即将试样置于300 °C马弗炉中1 h，取出后浸入水中骤冷。相应评分标准列于表2。

表2 镀层外观和结合力评分标准Table 2 Scoring standard of coating appearance and adhesion

3 结果与讨论

3. 1 正交试验结果

正交试验结果列于表3。由表中可看出，5号实验的外观最佳，且结合力最好，综合评分为97分。

由评分标准可知，综合评分越高越好，A1B1C1D3E3为可能最好的组合，即本工艺的优化配方和工艺条件为：氯化锂520 g/L，氯化钯1.31 g/L、硝酸银3.11 g/L，阴极电流密度0.15 A/dm2，温度60 °C，pH为2.0。按照上述最优工艺施镀后，试样的综合评分为98分。

3. 2 添加剂对镀层形貌的影响

在最佳工艺条件下，添加剂加入前后的镍网电镀Ag–Pd合金镀层的形貌见图1。从图1可看出，添加剂加入后的Ag–Pd合金镀层颗粒分布均匀，排列有序，且形状规则，镀层光泽度较好，光滑无毛刺；添加剂加入前的Ag–Pd合金镀层，局部有缺陷，排列不规则，光泽度一般。

表3 正交试验结果Table 3 Results of orthogonal test

图1 添加剂加入前后的Ag–Pd合金镀层形貌Figure 1 Morphology of Ag–Pd alloy coating before and after adding additive

在Ag–Pd合金镀液中加入硫脲能阻滞溶液中金属离子放电，在被镀表面与溶液界面形成吸附层，从而提高阴极极化作用，达到整平、光亮、细致镀层的目的[13]。在Ag–Pd合金镀液中加入可溶性氯化镍可改善镀层的晶粒大小和光泽[14]。

3. 3 镀液和镀层性能测试

对最优工艺下镀液和镀层的性能进行测试。

3. 3. 1 镀层成分分析

Ag–Pd合金镀层的能谱分析示于图2。Ag–Pd合金镀层由Ag、Pd和Ni元素所组成，其含量分别为72.89%、22.68%和4.43%。

图2 能谱分析结果Figure 2 Result of energy-dispersive spectroscopic analysis

3. 3. 2 镀层厚度及结合力

Ag–Pd合金镀层断面的扫描电镜照片示于图3。由图可知，断面合金镀层厚度为 20 μm。热震试验后镀层不出现起泡和分离迹象，说明其结合力良好。

图3 镀层断面的扫描电镜图Figure 3 SEM image of coating section

3. 3. 3 镀层耐蚀性

采用盐雾试验，用5%的氯化钠溶液喷雾，其pH调在中性范围(6 ～ 7)，在35 °C条件下对Ag–Pd合金镀层进行了耐腐蚀性能测试，测试过程中盐雾沉降量满足 GB/T 10125–1997 《人造气氛腐蚀试验 盐雾试验》的要求。经过480 h的连续喷雾测试，镀层表面没有出现锈点，失重为0.280 g/dm2，说明镀层耐腐蚀性能较强。

3. 3. 4 镀液稳定性

文本解读的主体是学生，而学生是一个不成熟的读者，他们的经验、认识与文本意义还存有差距，因此他们的阅读感受也是处于一种“浅阅读”状态。这就要求教师能真正“蹲下来”，从成年世界、成年情感、成年逻辑转变到儿童意识、儿童情感、儿童思维，以学生为起点，做学生的知音，拥有一颗童心，以儿童的审美与体验走进文本。毕竟文本解读，最终是为学生服务。

镀液在进行试镀后放置 2个月，无沉淀产生，镀液清澈，再次施镀后镀层质量良好，说明镀液稳定。

3. 3. 5 镀液的分散能力

镀液的分散能力采用矩形槽实验进行测试。远、近阴极与阳极距离比为2∶1，施镀温度为50 °C，电流密度为0.15 A/dm2，pH = 2.0，施镀5 min。测得镀液分散能力为86.75%，说明镀液的分散能力良好。

3. 3. 6 镀液的覆盖能力

采用内孔法测镀液的覆盖能力。阴极采用一端封闭的φ 10 mm × 50 mm的紫铜管，试镀温度为50 °C，阴极电流密度为0.15 A/dm2，pH = 2.0，施镀5 min。施镀后测得镀层覆盖的长度为45.3 mm，则镀液覆盖能力为4.53，表明镀液的覆盖能力良好。

4 结论

(2) 镀液性能测试结果表明，镀液稳定，分散能力为86.75%，覆盖能力为4.53。

(3) 镀层性能测试结果表明，Ag–Pd合金镀层中Ag、Pd和Ni元素含量分别为72.89%、22.68%和4.43%，镀层厚度为 20 μm。镀层结晶细致、颗粒分布均匀，结合力良好，耐腐蚀性能强。

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Non-cyanide process for plating sliver–palladium alloy on nickel mesh //

XU Jing, LIANG Cheng-hao*, WANG Jin-qu, HUANG Nai-bao, TANG Rong-bin

A chloride non-cyanide sliver–palladium alloy plating process was studied. The optimal process conditions were determined by orthogonal test as follows: lithium chloride 520 g/L, palladium chloride 1.31 g/L, silver nitrate 3.11 g/L, thiourea 0.05 g/L and nickel chloride 0.2 g/L as additives, temperature 60 °C, pH 2.0, and cathodic current density 0.15 A/dm2. The test results showed that the plating bath is stable with throwing power 86.75% and covering power 4.53. The alloy coating contains silver 72.89%, palladium 22.68% and nickel 4.43%, has a thickness of 20 μm as well as a brightness over grade two, and features fine and uniform grain, good adhesion and high corrosion resistance.

nickel mesh substrate; silver–palladium alloy; non-cyanide plating

Chemical Engineering Department, Dalian University of Technology, Dalian 116021, China

TQ153.16

A

1004 – 227X (2011) 09 – 0005 – 03

2011–01–21

2011–03–28

国家高技术研究发展计划项目（2009AA05Z120）。

徐晶（1984–），女，山东聊城人，在读硕士研究生，从事腐蚀电化学研究工作。

梁成浩，教授，博导，(E-mail) lchenghao@126.com。

[ 编辑：吴杰 ]