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电解铜箔是电子工业的重要原材料,可用于制作印制电路板(PCB)和锂离子电池。电解铜箔表面普通的镀锌层,只能解决耐热问题,而没有完全解决铜箔的耐蚀性能问题,越来越不能满足使用需求,添加稀土添加剂是有效的解决方法之一。本文研究了在稀土离子作用下获得高耐蚀性镀层的电沉积工艺。研究了弱酸性硫酸盐体系电沉积Zn-Ni-(Ce)和Zn-Ni-P-La合金工艺,利用电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等设备分析镀层质量,优化镀液锌镍离子浓度比、次亚磷酸钠、络合剂、稀土添加剂浓度、阴极电流密度和电沉积时间获得较优镀液组成和工艺参数。经较优工艺处理后的锌基合金镀层表面光滑平整、抗剥离强度值高、抗高温和耐腐蚀性能好。电沉积Zn-Ni-(Ce)和Zn-Ni-P-La合金工艺研究表明,镀液的组成和工艺条件对镀层质量影响很大。Zn-Ni-(Ce)工艺中锌镍离子浓度比保持1.8:1,硫酸铵60 g/L时镀液稳定、镀层均匀,抗剥离强度能力好;Zn-Ni-P-La工艺中锌镍离子浓度比保持1.25:1,甘氨酸50 g/L,次亚磷酸钠40 g/L时镀层P含量达到15%左右,镀层出现非晶态结构的特性;Zn-Ni-(Ce)工艺中添加0.5 g/L硫酸亚铈,Zn-Ni-P-La工艺中添加3 g/L硫酸镧可获得微观晶粒细致均匀,排列规律的镀层。XPS谱图分析表明:Zn-Ni-(Ce)合金镀层中在Ce及其化合物的电子结合能范围881-884 e V未出现铈元素峰位;Zn-Ni-P-La合金镀层在电子结合能范围为834.5~835.5 e V时出现La2O3的峰位,表明镧元素存在于镀层中,其含量为1.93%。抗高温实验结果表明,在未钝化情况下添加稀土添加剂后镀层有较好的抗高温变色能力,尤其是在较优工艺条件下获得的Zn-Ni-P-La合金镀层可在高温180℃下烘烤1 h不变色。通过腐蚀失重实验、塔菲尔曲线测试两种方法对比了Zn-Ni、Zn-Ni-P、Zn-Ni-(Ce)和Zn-Ni-P-La合金的耐蚀性,在5%Na Cl溶液中浸泡超过70 h,计算得平均腐蚀速率关系为Zn-Ni>Zn-Ni-P>Zn-Ni-(Ce)>Zn-Ni-P-La,表明镀液中引入P元素和稀土La、Ce元素后,镀层平均腐蚀速率下降,耐腐蚀性能增强。