??
1、無氰電鍍的歷史回顧
早在60年代，由于氰化物劇毒，政府號召革除氰化物電鍍，由于當(dāng)時(shí)電鍍廠都是公有和集體所有，紛紛開展過無氰電鍍，種類繁多，并取得不少成績，其中以焦磷酸鹽鍍銅為多。現(xiàn)在，環(huán)保形勢刻不容緩，在清潔生產(chǎn)的限期整改下，有必要回顧過去已經(jīng)做出的無氰電鍍的成果。推廣使用焦磷酸鹽鍍銅作為代替氰化鍍銅的預(yù)鍍，主要問題是結(jié)合力的合格的問題。為什么焦磷酸鹽鍍銅的結(jié)合力不好，以為這是他的本性，沒有進(jìn)行理論的推敲。氰化鍍銅也有結(jié)合力不好，出現(xiàn)起泡的現(xiàn)象。眾所周知，這是由于游離氰化鈉含量過低所致。人們知道加入適量的游離氰化鈉，提高其含量后，電流密度可以提高，隨之電流效率下降，大量的氫氣泡產(chǎn)生，此時(shí)銅層折出的結(jié)合力立即恢復(fù)正常，這是為人們無數(shù)次的實(shí)踐所證明。那么焦磷酸鹽鍍銅的銅層結(jié)合力不好，是否也有其同樣的規(guī)律，值得探討。
2 .電位活化理論
2 .1“電位活化”現(xiàn)象最初由鄭州輕工業(yè)學(xué)院馮紹彬等教授提出，對我們很具有指導(dǎo)意義，對鍍層結(jié)合強(qiáng)度方面存在的問題，“電位活化”概念給出了理論解釋。
2 .2電鍍層結(jié)合強(qiáng)度差的原因是由沉積初始過程中，鍍層/基本界面氧化層的存在。保證電鍍層與金屬基體良好結(jié)合，其前提是實(shí)現(xiàn)電位活化的條件，即電鍍液中金屬離子的還原電位必須負(fù)于基體金屬表面氧化層的活化電位。
2 .3金屬的沉積過程“電位活化”在電沉積的初始過程中，存在著基體表面由鈍態(tài)向活化狀態(tài)的轉(zhuǎn)化，即電位活化。當(dāng)金屬離子從溶液中折出時(shí)，電位負(fù)于基體表面的活化電位時(shí)，電鍍過程將自己完成基體表面的活化，隨后極化至金屬離子的折出電位，使鍍層沉積在活化的基體表面，形成相互間具有良好結(jié)合強(qiáng)度的鍍層。
2 .4表面活化電位φ活的變化
不同的前處理過程可以改變表面層的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，改變基體的表面活化電位(φ活)
2.5金屬離子的析出電位φ析
不同的電解液成分和電沉積規(guī)范，可以改變金屬離子的析出電位(φ析)，因此，可以改變電解液成分和電沉積規(guī)范，降低φ析，使其負(fù)于φ活的各種途徑解決電鍍層的結(jié)合力強(qiáng)度問題。
3、起始電流密度對焦磷酸鹽銅鍍層結(jié)合強(qiáng)度的影響
3.1焦磷酸鹽鍍銅體系中起始電流密度對結(jié)合強(qiáng)度的影響 見表一
由表一可知，起始電流密度大于2A/dm2時(shí)，結(jié)合情況均為良好，表明銅層是在活化了的基體表面上折出。
3.2鐵基體上焦磷酸鹽鍍銅電流對電位的影響 見表二
表二 鐵基體上焦磷酸鹽鍍銅電流對電位的影響
由表二可知：當(dāng)電流密度≥2.0A/ dm2時(shí)，在1.2～1.25V處出現(xiàn)電位活化，φ析均負(fù)于φ活。顯示出電鍍初始過程中，隨銅折出電位變化對鐵表面活化的影響和臨界電流密度的存在。
4.焦磷酸鹽直接鍍銅工藝的改進(jìn)。
4.1焦磷酸鹽直接鍍銅結(jié)合不好，也具有同樣的規(guī)律，當(dāng)基體從前處理過的酸槽中取出后，總以為表面已經(jīng)酸洗活化過，不復(fù)存在氧化膜的可能，殊不知，我們處于大氣氧的籠罩之下，即使經(jīng)過嚴(yán)格的酸洗后，表面仍然存在氧化膜，如果不克服這層氧化膜的阻隔，而將銅層鍍在有氧化膜隔閡的鐵基體上，結(jié)合力就合不好。
4.2克服氧化膜使基體活化，如果克服氧化膜，使基體活化;問題是在析出銅之前，必須要有足夠的電位，使基體表面電位活化，也即有足夠的電流克服表面存在的氧化膜，從而使銅層真正析出在鐵的基體上，故而保證結(jié)合力良好。
這是從理論上存在如下關(guān)系
金屬初始施加電位<金屬活化電位+金屬折出電位
4 .3氧化膜的還原過程
金屬活化電位決定于緊靠基體表面含氧層的還原過程，即基體表面由鈍化向活化態(tài)的轉(zhuǎn)化。我們施加足夠的活化電位，預(yù)先克服氧化膜的阻閡。
4 .4金屬折出電位
決定于鍍液的成分和工藝規(guī)范(如pH值、溫度、電流密度)當(dāng)金屬離子從溶液中析出電位負(fù)于基體，表面活化電位，電極過程首先完成基體表面的活化，鍍銅層沉積在活化表面上，結(jié)合力就好。我們要選擇有足夠的絡(luò)合劑即焦磷酸鉀和輔助絡(luò)合劑——檸檬酸銨，降低金屬銅的含量，即降低焦磷酸銅含量，進(jìn)一步增強(qiáng)陰極的極化。
4 .5臨界起始電流密度
經(jīng)過工藝調(diào)整，包括加入輔助絡(luò)合劑，增強(qiáng)陰極極化，起始1～2分鐘沖擊電流密度2A/dm2,再進(jìn)行陰極工作，電流密度0.5～1.0A/ dm2。
4 .6焦磷酸鹽直接鍍銅工藝配方及工藝條件：
由數(shù)據(jù)可見，兩者結(jié)合強(qiáng)度已在同一水平之上。
