电镀添加剂概述
镀液通常由金属盐(主盐)和错化剂、导电性盐、ph调节盐等组成。 电镀技术发展到现在,这些成分只能说是电镀液或碱性液体的基本成分,必须含有新添加的各种成分。 许多电镀液,如果不添加这些成分,就不可能用合格的、有价值的涂层进行电镀。 电镀浴中添加的这些各种化学物质统称为电镀添加剂。 电镀添加剂可以大致分为无机添加剂和有机添加剂两大类,现在基本上以有机添加剂为基础。 细分为光泽剂、辅助光泽剂、结晶精制剂、柔软剂、衬垫等。
电镀添加剂的作用机理
金属电沉积工艺分阶段进行:首先,电活性材料粒子向阴极附近的外侧亥姆霍兹层移动,然后进行电吸附,然后阴极电荷向电极上被吸附的部分去溶剂和离子移动。 离子形成吸附原子,最后,吸附原子在电极的表面上移动,直到它们被组合到晶格中。 上述第一过程产生一定的过电压(分别为移动过电压、激活过电压和电结晶过电压)。 只有在一定的过电位下,金属的电沉积工艺才具有足够高的粒子成核速度、中等电荷转移速度和足够高的结晶化过电位,从而保证镀层平坦而紧密,与基质材料具有很强的结合。 适当的电镀添加剂可以改善金属电沉积的过电位,强烈保证涂层质量。
扩散控制机制
在大多数情况下,(而不是金属离子的扩散)添加剂向阴极的扩散决定了金属的电沉积速度。 这是因为金属离子的浓度一般是添加剂浓度的100~105倍,在金属离子的情况下,电极反应的电流密度远远低于其极限电流密度。 在控制添加剂扩散的情况下,由于添加剂粒子大部分扩散吸附在电极表面的凸状突起、活性部位以及特别的结晶面上,所以电极表面上的吸附原子移动到电极表面的凹状表面进入结晶光栅。 这样可以达到平滑效果。
非扩散控制机制
按照电镀中的支配性非扩散因子,添加剂的非扩散控制机制可以分为电场吸附机制、错体形成机制(包括离子桥机制)、离子对机制、亥姆霍兹电位机制的变化和变化。 各种电极表面张力机理电镀添加剂基本上参与了电场作用下的电极工艺,对金属的电结晶工艺有这样的影响。 电镀用添加剂根据其化学性质和结构的不同可以分为无机添加剂和有机添加剂,今天有机添加剂是主要的产品。 无机添加剂,特别是各种金属盐,因为它们是典型的金属阳离子,参与了阴极的电化学还原,从而参与了电结晶过程,影响了涂层的结晶结构,或者形成了微合金状态,最后是涂层 硬度、亮度等。 无机添加剂和金属镀层的共蒸镀,没有完全合金化,有时会影响电位变化和结晶核的形成。 很明显,如果分极增大或者核形成增大,就可以达到精制镀层的效果。 关于有机添加剂在电镀工艺中的作用机理有各种理论和假说,而且表面吸附的说法现在已经被普遍接受。 也就是说,电极表面吸附有机添加物,金属离子的还原变慢,金属晶体的成核数变多,生长速度变慢,晶体微细化,得到光的效果。 证明了添加有机添加剂的镀液的金属还原电极电位由于负迁移程度不同,在一定程度上抑制了金属还原过程。 随着电镀添加剂中间体技术的进步,对电极表面上不同基团行为的研究进一步深入,发现电镀添加剂根据它们的功能可以基本分为两种类型,两种类型都含有不饱和键。 一种类型叫初级增白剂,另一种类型叫次级增白剂,但这种效果并不是绝对的。 研究表明,有机添加物也可以一边吸附在表面,一边参与电极的反应,使其减少,这是有机添加物的分解,分解产物的一部分增加被膜的硬度、内部应力以及镀液的一部分。 变成有机不纯物。 分解产物不同会对涂层的结晶化产生不同的影响,所以产生的应力方向也不同,可以排除不同添加剂产生的内部应力。