刘 洋，王明涌，栗 磊，王 志（中国科学院 过程工程研究所 湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室绿色过程与工程重点实验室，北京 100190）

三价铬镀液组分的存在形式及其对电镀的影响规律

刘 洋，王明涌，栗 磊，王 志
（中国科学院 过程工程研究所 湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室绿色过程与工程重点实验室，北京 100190）

通过理论计算和电镀实验研究镀液核心组分存在形式及其对铬电镀的影响规律。结果表明：络合剂脲或甲酸 98%以上是以分子形式与 Cr（Ⅲ）离子形成三价铬活性络合物。根据三价铬络合物平衡构象图发现：相比于CrL3+，Cr（OH）L2+更高的电化学活性归因于较大的水分子-中心铬离子距离。通过增加三价铬活性络合物浓度，能显著提高铬电镀速率，可高达1.2 μm /min；缓冲剂硼酸主要以B（OH）3的形式存在，最佳pH缓冲范围为8～10，而Al3+最佳的pH缓冲范围为3～3.5。加入0.6 mol/L Al3+使铬镀层边缘和中心厚度之比（hcorner/hcenter）从11降低至2；而加入1 mol/L硼酸仅使hcorner/hcenter从5降低至3，Al3+改善镀层均匀性的作用更为明显。

镀液组分；三价铬活性络合物；电镀速率；镀层均匀性

六价铬电镀因环保问题受到限制，三价铬绿色电镀技术备受关注。1854年，人们最早从三价铬溶液中电沉积金属铬的研究［1］。然而，由于六价电镀技术的快速发展，直到 1974年，才开发出真正实用化的Alecra-3氯化物三价铬电镀工艺［2］。1981年，英国研究者开发了硫酸盐三价铬电镀工艺［3］。至20世纪后期，三价铬电镀工艺得到迅速发展。2003年，MacDermid公司推出了硫酸盐三价铬电镀液MacDermidⅢ，使电镀速率得到明显提高，满足了三价铬电镀装饰性镀层的基本要求［4］，电镀光亮铬已经逐步开始工业化应用。……