电镀添加剂特点.doc

简述电镀添加剂的作用原理与选用一、电镀添加剂电镀添加剂现在已经公认是现代电镀技术中的核心技术。很多电镀液没有电镀添加剂就根本不能工作，完全镀不出合格的镀层。例如像酸性光亮镀铜、酸性光亮镀锌、光亮镀锡等。如果镀液中只有主盐和辅盐而没有相应的添加剂，镀出来的通常都是粗糙镀层甚至没有镀层，而当加入添加剂后，就可以得到光亮平整的镀层。因此，电镀添加剂在电镀技术中有举足轻重的作用。现在从事电镀添加剂研发、生产和销售已经成为一个很有规模的产业，并且有许多是国际著名的公司参与。现在，事实已经证明，如果将电镀配方当做电镀的核心技术的话，那实际上说的是电镀添加剂技术。因为很多电镀液的基本组成已经是公知的技术，但是电镀添加剂的配方则是技术机密。现在，电镀添加剂的研发和制造以及销售已经是一个持续发展和增长的行业，成为有机合成、精细化学和电化学等多学科支持的一个新兴行业。其中一个很重要的分支就是电镀添加剂中间体的研制和生产。二、电镀添加剂的作用原理电镀添加剂与辅盐不同的是，用量比辅盐少得多，而作用比辅盐大得多。电镀添加剂中最大的一族是光亮剂，其他还有走位剂、柔软剂、抗针孔剂、沙面剂等。电镀添加剂的奇妙就在于，其用量非常少，每升镀液中只需加入几毫升，现在更有只加零点几毫升的。但是一旦加入，就有明显的作用。比如，我们用硫酸铜和硫酸配成镀铜液，如果不加入光亮添加剂，镀出的镀层根本就是不能用的粗糙无光的、甚至呈朱红色铜粉状的沉积物。但是，只要我们往这种镀液里每升加入12ml光亮剂，再镀出的镀层就呈现出光亮细致的亮紫铜色。很多镀种，比如镀镍、镀锌、镀锡、镀合金等，都有这种现象。再比如镀镍的脆性问题，如果不加入柔软剂，镀出的镀层会有内应力而发脆，有时会因太脆而开裂。但加入柔软剂后，就可以使内应力大大减小，甚至出现零应力状态。而其添加量则是很小的，只能是零点几至几毫升。如果加多了，反而会产生另一个方向的应力。那么电镀添加剂为什么会有如此奇妙的作用呢?这是因为所有的电镀添加剂都是在电极表面的微区域内起作用的。在微观表面的界面内，即使是单一的分子膜就已经是一种重要的改变。所有这些微少量的添加剂之所以能起大的作用，主要是因为这些添加剂是在阴极区间的表面双电层内起作用的，有着类似表面活性剂的性质，只要单分子膜级别的添加剂进入双电层并干预金属离子在阴极还原的过程，就会使镀层的结晶发生改变，向着我们期待的结果变化。电镀添加剂的作用可以认为是以添加物对电结晶过程进行的一种干涉。曾经有许多间接的测量技术证明了电镀添加剂的表面活性作用。比如微分电容曲线、极化曲线、旋转电极曲线等。现在，更有表面直接观测的微电子技术可以更加直接地了解各种有机物对阴极过程的影响。理想的状态是要进入这样一种时代，那就是能够了解和设计基团或结构，让特定的结构去完成特定的表面干扰作用，以改变以往多少是盲目地摸索的研发过程。但是，在能够真正完全按我们的意志合成添加剂以前，电镀添加剂的研制就多少带有炼丹术式的神秘。三、电镀添加剂的选用如果说早期的电镀添加剂是利用一些现成的有机化学物质甚至天然的有机物，那么经过这么多年的开发和深入的研究，已经对能够影响电镀阴极过程的某些有机物基团有了认识，并可以进行合成和改进，对它们在不同的组合中发挥的作用也有了定性和定量的认识。这就是前面说到的电镀添加剂中间体的研制和生产。这些已经被确定为可以用来配制成电镀光亮剂或添加剂的中间体成为电镀添加剂开发商的重要原料。开发商在采用各种化学物中间体配制电镀添加剂时，是有一定产品定位的，有些偏重于出光快速，有些则是分散能力好，还有则是镀层的其他性能的满足，比如低脆性等。可以兼顾所有镀层指标的全能添加剂是极少的，总要因为兼顾其他性能而降低一些主要性能。所以在选用电镀添加剂时，要清楚自己需要的是什么样性能的镀层，当以功能性为主时，就要在装饰性方面将指标有所降低，如果照顾到了装饰性，则功能性指标就会有所降低。这些在添加剂的选用中会有所体现。由于定位错误而导致的产品镀层性能达不到指标，往往不能马上得到纠正，以至于