鍍銅添加劑：焦磷酸鹽鍍銅工藝—鍍液成分的作用和影響

鍍液成分的作用和影響

1．焦磷酸銅

焦磷酸銅是供給鍍液中銅離子的主鹽。一般控制鍍液中的銅含量在23～30g／L左右，銅含量過低，鍍層光亮整平性降低，允許的電流密度小。銅含量過高則所需焦磷酸鉀含量也相應(yīng)增加，成本增大。

2．焦磷酸鉀

焦磷酸鉀是鍍液中主要絡(luò)合劑。焦磷酸鉀的數(shù)量除了應(yīng)能絡(luò)合全部的銅離子外，還應(yīng)有一部分游離量。游離的焦磷酸鉀能使絡(luò)離子更加穩(wěn)定，防止焦磷酸銅沉淀。增加陰極極化，提高鍍液的分散能力和覆蓋能力，使鍍層結(jié)晶細致，并促進陽極溶解。在生產(chǎn)中，應(yīng)經(jīng)常分析和控制焦磷酸鉀的含量，并控制焦磷酸根和銅的比值，即P比。

一般認為P比應(yīng)保持在7～8之間。使鍍液中有足夠的游離焦磷酸鉀。英國的Albright 8L Wilson公司提出當(dāng)P比為6．4時，仍可獲得優(yōu)質(zhì)的銅層。上海自行車廠在長期的生產(chǎn)中將P比保持在6．7左右，工藝十分穩(wěn)定。他們認為，若略偏上限的比值會導(dǎo)致陽極溶解增加，鍍液中的Cu^2十濃度就會逐漸上升，此時反而需要補充更多的K₄P₂0₇去幫助絡(luò)合，否則就會出現(xiàn)粗糙的銅層。而這些 K₄P₂0₇反過來又促進了陽極的溶解，最后使工藝不穩(wěn)定。P比過高，還導(dǎo)致成本上升。當(dāng)Cu²⁺為20g／L時，P比若減低0．1，就相當(dāng)與減少3～4g／L焦磷酸鉀的補充，這在大生產(chǎn)中是不能忽視的，因此一般應(yīng)控制P比在不低于6．6～7．0的范圍內(nèi)。

3．氨水

氨水在鍍液中起輔助絡(luò)合作用，它能改善鍍層外觀，改善陽極溶解性能。氨水過低，則鍍層粗糙色暗。氨水過量會對鍍層產(chǎn)生不良影響。如：漏鍍、脆性等。由于氨水易發(fā)揮，在生產(chǎn)過程中應(yīng)及時少量補充。

4．關(guān)于正磷酸鹽的積累問題

在焦磷酸鹽鍍液中，存在著焦磷酸鉀水解而產(chǎn)生正磷酸鹽的可能性。

P₂0₇^4一+H₂0→2HPO₄^2一

一定量的PO₄^3一有利對陽極溶解，并對pH值起穩(wěn)定作用。很多人認為，過多的PO₄^3一會使鍍液的電阻增加，允許的電流密度下降，電流效率降低，光亮范圍變窄，鍍層產(chǎn)生脆性等，并且認為磷酸根無法除去，只能稀釋，從而得出鍍液使用5～7年后必將報廢的結(jié)論。

PO₄^3一在鍍液中是否會不斷上升?上升到較高含量后是否會產(chǎn)生上述種種弊端而無法生產(chǎn)?一般認為，溫度過高，pH值過低和 P比高時會加速焦磷酸鉀的水解，在生產(chǎn)中應(yīng)嚴格控制上述工藝條件。同時，生產(chǎn)中的各項工藝條件都不可能偏離正常值太多，比如溫度除了大處理時稍高外，一般不會超過60℃。在此溫度下，焦磷酸鉀水解極慢。生產(chǎn)中陰極電流效率雖然不到100％，但析氫很少，pH值較穩(wěn)定，一般都不會低于8．0，因此水解趨勢極小。從成本角度考慮也不存在過分提高P比問題，而且近年來，已趨向于將P比從7～8降到7左右。也極大地減少了水解的可能性。英國Raleigh自行車廠的焦磷酸鹽鍍銅液中的PO₄^3一在使用十年以后也維持在40g／L。因此只要注意控制工藝條件，就完全不必擔(dān)心PO₄^3一的積累問題。