(1)硫酸銅
硫酸銅是提供給鍍液中銅離子的主鹽，與多數(shù)電鍍?nèi)芤翰煌氖歉鞣N酸性鍍銅溶液的組成是很類(lèi)似的，電解硫酸銅溶液時(shí)，在陽(yáng)極上，金屬銅溶解是二價(jià)離子(Cu2+)的形式，在陰極上二價(jià)銅離子(Cu2+)得到電子沉積出金屬銅。陽(yáng)極上的金屬銅除以二價(jià)銅(Cu2+)形式溶解外，還有少量的一價(jià)離子(Cu+)形式溶解，一價(jià)離子在陽(yáng)極表面附近發(fā)生下列可逆化學(xué)反應(yīng)：
電解液中一價(jià)銅離子(Cu+)的多少取決于上述反應(yīng)式在一定條件下的平衡常數(shù)。如果Cu+含量大于平衡狀態(tài)的含量，在電解液中結(jié)合生成Cu2S0。形成的Cu+可被空氣中的氧氧化。其反應(yīng)式：
當(dāng)發(fā)生上述反應(yīng)時(shí)，電鍍液的酸度降低，因而pH值升高，硫酸銅在中性溶液中發(fā)生水解的可能性增大。為了避免發(fā)生水解作用，專(zhuān)家建議在lmol／L硫酸銅溶液中，當(dāng)溫度為20℃時(shí)，應(yīng)保持硫酸濃度不低于0．005mol／L；而當(dāng)溫度為100℃時(shí)，則硫酸濃度應(yīng)增大到0．05mol／L，因此在中性硫酸銅溶液中鍍銅是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)檫@樣沉積出的鍍層實(shí)際上是無(wú)用的，其溶液的組成也是很不穩(wěn)定的，所以鍍銅溶液應(yīng)含有適量的硫酸，而且必須把它看成與硫酸銅一樣是電鍍液中不可缺少的基本成分。
根據(jù)硫酸的含量可用來(lái)調(diào)整硫酸銅的含量，因?yàn)榱蛩徙~的溶解度與硫酸濃度有關(guān)，即硫酸銅的溶解度隨著硫酸濃度的增加而減少(表1)。
表1 25。C時(shí)。CuS04·5tt20在H2S04溶液中的溶解度
L | CuS04·5H20的 溶解度/h／mL) | H2S04濃度 /(g／L) | CuS04·5H20的 溶解度／(g/L) |
0.0
24.5
49.0
73.5 | 352
326
204
285 | 98.1
122.6
147.1
171.6 | 267
250
230
212 |
但是在所有電解液中，硫酸銅的濃度應(yīng)小于在上述硫酸含量50～70g／L時(shí)對(duì)應(yīng)的飽和溶液的濃度，因?yàn)闇囟茸兓瘯r(shí)，硫酸銅就會(huì)發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象，從而使溶液的組成發(fā)生變化，所以在硫酸鹽鍍銅中，硫酸銅的濃度應(yīng)小于在該硫酸含量時(shí)為飽和溶液所需的濃度，因此在硫酸銅含量一般在150～240g／L范圍內(nèi)，不宜使用濃度更低的溶液。硫酸銅含量少，會(huì)使電鍍液電導(dǎo)率下降，因而使電流密度范圍降低。
根據(jù)不同生產(chǎn)的要求，硫酸銅的含量可控制在150～240g／L范圍內(nèi)，硫酸銅含量低時(shí)，允許的電流密度范圍也低，陰極電流效率會(huì)降低。硫酸銅含量提高時(shí)，會(huì)受到溶解度的限制，而且還會(huì)受到硫酸含量的限制，所以硫酸銅含量必須低于其溶解度才能防止硫酸銅析出結(jié)晶。
在選用硫酸銅時(shí)，必須用純度高的產(chǎn)品，方可鍍出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
(2)硫酸
硫酸是硫酸鹽鍍銅溶液中的重要成分，硫酸的存在可大大增加電鍍液的比導(dǎo)電度(表2)，從而能使用大的電流密度范圍，降低硫酸銅的離解度，減少硫酸銅的水解程度，改善鍍層質(zhì)量。
表2 硫酸對(duì)溶液比導(dǎo)電度的影響
CuS04·5H20
濃度／(gg／L) | 溶液
溫度
／℃ | 游離硫酸含量／(g／L) |
0 | 50 | 100 | 150 |
比導(dǎo)電度／Ω-1·cm-1 |
150 | 25 | 0.033 | 0.1772 | 0.3214 | 0.4392 |
200 | 0.0402 | 0.1750 | 0.3017 | 0.4087 |
150 | 40 | 0.0425 | 0.1992 | 0.3688 | 0.5133 |
200 | 0．O517 | 0.1956 | 0.3480 | 0.4807 |
150 | 55 | 0.0510 | 0.2135 | 0.4059 | 0.5765 |
200 | 0．O623 | 0.2059 | 0.3835 | 0.5403 |
從表2中可以看出，隨著游離硫酸含量的增加，溶液的比導(dǎo)電度大大改善，但是為了避免硫酸銅溶解度的降低，硫酸的含量只能增大到一定值。硫酸含量低時(shí)，鍍層發(fā)生粗糙現(xiàn)象，陽(yáng)極鈍化，而增加硫酸含量會(huì)使鍍液均鍍能力提高，但始終必須控制在含量范圍內(nèi)。鍍液中使用的硫酸必須是密度為l．84g／mL、含量為98％的化學(xué)純(試劑)級(jí)產(chǎn)品。
(3)氯離子
氯離子是硫酸鹽光亮鍍銅中不可缺少的。無(wú)論采用何種光亮劑，不管如何組合，如果沒(méi)有氯離子的存在，都是得不到理想光亮鍍銅層的。氯離子的含量要求比較嚴(yán)格，不可過(guò)低或過(guò)高。含量高會(huì)產(chǎn)生麻點(diǎn)而且影響整平性能。Cl-的存在還可增大陰極極化作用，減少鍍層內(nèi)應(yīng)力。Cl-的用量為0．02～0．08g／L。用量低于0．01g／L，低電流密度區(qū)光亮性明顯下降，如果高于0．08g／L，高電流密度區(qū)不光亮，并容易使鍍層產(chǎn)生粗糙現(xiàn)象。而Cl-含量大于0．1g／L時(shí)，鍍層產(chǎn)生麻點(diǎn)、斑紋，含量再高時(shí)，鍍層會(huì)產(chǎn)生樹(shù)枝狀條紋。
0755-86549150
