《薄膜材料的制备》PPT课件.ppt

* 化学镀的应用可以分为两个方面，首先是其在金属材料表面上的应用。 铝或钢材料这类非贵金属基底可以用化学镀镍技术防护，并可避免用难以加工的个锈钢来提高它们的表面性质。比较软的、不耐磨的基底可以用化学镀镍赋予坚硬耐磨的表面。在许多情况下，用化学镀镍代替镀硬铬有许多优点。特别对内部镀层和镀复杂形状的零件，以及硬铬层需要镀后机械加工的情况。一些基底使用化学镀镍可使之容易钎焊或改善它们的表面性质。 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，如装配杯、高级旅行保温杯、扣件等。铍青铜在通讯行业应用广泛，为进一步提高铍青铜弹性的导电性，可在铍青铜上镀银。 其次，化学镀也可在非金属材料表面上应用。 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)。在许多场合下，许多工程塑料已考虑作为金属的代用品。其中有些具有良好的耐高温性能。所有这些塑料都比金属轻，而且更耐腐蚀，其中包括聚碳酸脂、聚芳基酮醚、聚醚酰亚胺树脂等。需要导电性或电屏蔽的场合，塑料需要金属化，可用化学镀镍达到这个目的。 * * 置换沉积镀膜又称为浸镀。这种方法的原理是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。 例如，当电位较负的基体金属A浸入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了微电池。在电位较负的金属A的表面上，发生电位较正的金属铜B析出，其反应为： 习惯上称这类反应为置换反应。在这种条件下，析出的金属附着在基体金属表面形成镀层。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。 这种方法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。 * * 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。 这种方法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。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 所谓化学溶液镀膜法是指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。它包括各种化学反应沉积、阳极氧化、电镀和溶胶凝胶法等。 * * 下面我们来具体了解这几种方法。首先是化学镀。 化学镀通常称为无电源电镀，是一种不需要通电，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将金属离子还原成金属而析出和沉积得到镀层的技术。 化学镀是一个受控自催化的化学还原过程，以二价金属的化学镀为例，其过程可以用以下的反应方程式来表示。 二价的金属离子得到来自还原剂的2个电子，在表面催化的作用下生成金属离子。 在这里我们可以发现化学过程很重要，一个是还原过程。在这个过程中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。常用的还原剂有次磷酸盐，主要用于镀镍、还有甲醛，主要用于镀铜。此外，也可以用硼氢化物以及氨基硼烷类和肼类衍生物等物质作还原剂。 * * 但是无论采用什么还原剂都必须能在自催化的条件提供金属粒子还原时所需要的电子。因此在化学镀过程中还要涉及基体材料和镀层表面的催化反应。也就是说，首先，在镀覆过程中，溶液中的金属离子被生长着的镀层表面所催化，并不断地还原而沉积在基体表面上。在这种过程中，基体表面的催化作用相当重要，周期表中的VIII族金属元素都具有在化学镀过程中所需的催化效应。对于无催化性能的基体材料，可以认为地赋予催化能力，例如，塑料、陶瓷、玻璃等可通过敏化等处理来加以活化，以利于化学还原沉积。而且一旦沉积开始，沉积出来的金属就必须能继续这种催化功能，以便沉积过程连续进行