焦磷酸盐体系镀铜允许的工作电流密度不高的原因分析
2021-09-17吴双成
电镀与涂饰 2021年15期
吴双成
(甘肃省兰州市皋兰县石洞镇三厂52小区,甘肃 兰州 730299)
1847年,Roseleur等首次报道了以焦磷酸盐作为配位剂的镀铜工艺。1883年,Gutensohn取得了焦磷酸盐体系镀铜工艺的英国专利GB4784。1937年,Stareck等取得美国专利US2081121,他们于1941年申请的专利US2250556已经与现代工艺接近,并开始使用金属氯化物作为光亮剂,同年该工艺获得商业化应用。1944年,英国联合铬金属公司(United Chromium Inc.)研究发现氨不仅可以作为光亮剂,还可促进阳极溶解,随后申请了专利GB597407,但过量氨会导致氧化亚铜的生成,降低镀层结合力;大约在1950年,焦磷酸盐体系镀液被用于钢铁件局部防渗碳及防渗氮镀铜;1957年,Rama Char全面研究了焦磷酸盐体系镀铜、锌、镍等单金属及合金的工艺。Rothschild在研究焦磷酸盐镀铜时发现,焦磷酸盐会快速分解为正磷酸,使镀液黏度增大,导电能力下降,最终导致镀液老化。此后,电镀界一直因为该问题而不敢大胆采用焦磷酸盐镀铜工艺,其发展和应用受到了严重的限制。20世纪五六十年代,人们对焦磷酸盐镀铜的研究最为活跃。20世纪90年代初,锌合金的广泛应用促进了焦磷酸盐镀铜的应用和发展。
实际上,Rothschild的结论来自小型试验初期。新配焦磷酸盐镀铜溶液在通电后的确会分解产生正磷酸盐,使正磷酸盐浓度直线上升。但在生产一段时间后,焦磷酸盐和正磷酸盐之间的转化达到化学平衡,分解反应不再继续。另外,正磷酸盐是一种较好的电解质,不会影响镀液的导电能力。少量对镀液pH还具有良好的缓冲作用,并促使阳极正常溶解。……
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