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鎳鐵合金鍍液的性能:整平能力

放大字體??縮小字體 發(fā)布日期：2012-01-10??瀏覽次數(shù)：302 ??關(guān)注：加關(guān)注
核心提示：鎳鐵合金鍍液的性能:整平能力

    整平能力是指鍍液在微觀輪廓范圍內(nèi)使基體金屬表面的粗糙度降低的能力。

微觀輪廓是指有大約0.5mm深度或高度的粗糙度的輪廓(按照0.卡多氏定義)[31]。在微觀輪廓上陰極沉積金屬出現(xiàn)三種現(xiàn)象(見圖1)，即有三種不同的整平方式[32]。

圖1三種不同的整平方式

    ①負整平  如圖l (a)，在微峰處鍍層厚度大于微谷處厚度，即h>h1。負整平作用使表面的不平整性加劇。

    ②幾何整平如圖1 (b)在微谷處斜面上鍍層厚度與陰極平面上鍍層厚度相同，即h=h2，由于幾何形狀的緣故，使谷處底部的鍍層厚度hl>h，微谷如果是鈍角，這種整平作用不明顯，是銳角，整平作用明顯。

    ③正整平如圖l (c),在陰極表面微凹谷內(nèi)鍍層厚度比微凸處鍍層厚度大些，即h2>h，最終使基體表面粗糙度下降。

    (1)引起整平作用的因素

①溶液的極化作用。

    ②穩(wěn)定劑，其緩沖能力可達到最佳整平能力。

③有機添加劑在陰極的吸附作用。

④少量Fe3+竟然使整平能力得到改進[9]。

(2)擴散層的厚度對整平的作用

①宏觀輪廓上，擴散層如圖2(a)所示，擴散邊界層能緊接著陰極表面的圍線，對于所有點，擴散層厚度相同，導致在宏觀范圍內(nèi)無整平作用。

    ②微觀輪廓上，如圖2(b)所示，擴散邊界不能緊接著表面形成，而是平行地在某個距離上形成。擴散層的厚度在谷部比在峰部要大，導致微觀的整平作用。   

    (3)研究整平能力的方法

①卡多氏法[31]；   

②赫爾槽試片法  小西三郎采用的[33]；

    ③假正弦微觀輪廓法  克服形狀敏感吸附，微觀輪廓內(nèi)，各點曲率相同。

    (4)假正弦波法測定整平能力[32]

①B型鍍液基本配方及電鍍條件硫酸鎳l50g／L，硫酸亞鐵15g／L，氯化鎳50g／L，酒石酸鉀鈉l8g／L，硼酸45g／L，乳糖4g／L，十二烷基硫酸鈉0.05g／L，光亮劑8-1、B-2，溫度60℃，電流密度2A／dm2。

    各次實驗中光亮劑添加量：l#均未加，2#為Bl 5mL／L，3#為B22mL／L，4#為B-l 5mL／L、B-2 2mL／L，5#陰極移動，B-l 5mL／L，B-2 2mL／L，6#機械攪拌，B-l 5mL／L，B-2 2mL／L。

    ②樣柱制備  把直徑Φ0．2mm去掉表面漆膜和氧化皮的銅線緊密繞在打磨成鏡面光亮的銅樣柱上，見圖3和圖4。

            

圖3繞過銅絲未鍍的試樣            圖4未繞銅絲試樣

    ③樣柱鍍?nèi)龑渔囪F合金  將樣柱電鍍?nèi)龑渔囪F合金，每層鍍30min，各鎳鐵合金鍍層之間，鍍幾分鐘薄銅層造成明顯分界線，以便測厚度。電鍍后將試樣放入銅套管中，以錫封閉，縱向剖開，研磨腐蝕，進行金相檢查。

    ④整平能力測量結(jié)果  電鍍時假正弦輪廓的變化見圖5。

圖5 電鍍時假正弦輪廓的變化

s0-原始假正弦波;a0-鍍前假正弦波振幅，相應(yīng)的峰和谷處的鍍層厚度都為零；sl，船，曲一分別經(jīng)過電鍍時間tl，t2和t3后的假正弦波;al，a2，a3-分別為sl，s2，s3假正弦波振幅相應(yīng)的減少量;dl，d2，d3-谷處的鍍層厚度;C1，C2，C3一峰處鍍層厚度

測得的a、c、d值列于表l

            表1整平能力測量數(shù)據(jù)                ／mm

試驗號

a值

c值

d值

 

N0.l

 

ao  0.110

a1  0.086

a2  0.072

a3  0.059

C1  0.022

C2   0.041

C3   0.060

d1  0.031

d2  0.059

d3  0.107

 

N0.2

 

ao  0.093

a1  0.107

a2  0.071

a3  0.061

C1  0.015

C2  0.035

C3  0.052

d1  0.059

d2  0.090

d3  0.112

N0.3

 

 

a0  0.098

a1  0.073

a2  0.053

a4  0.043

C1  0.014

C2  0.028

C3   0.047

d1  0.031

d2  0.067

d3  0.112

N0.4

 

a0  0.097

a1  0.061

a2   0.050

a3   0.040

C1  0.011

C2  0.023

C3  0.036

d1  0.055

d2  0.075

d3  0.097

 

 

N0.5

 

a0   0.097

a1   0.041

a2   0.031

a3  0.026

C1  0.016

C2  0.017

C3  0.059

d1  0.114

d2  0.162

d3  0．J86

 

N0.6

 

 

a0   0.089

a1   0.052

a2   0.041

a3   0.032

 

C1   0.015

C2   0.032

c3  0.055

 

d1   0.062

d2  0.087

d3  0.121

    ⑤整平能力實驗曲線  把表1中的a值對c值作圖6評價整平能力實驗曲線。由圖l-16可見：曲線越靠近縱坐標，其整平能力越好。只單獨添加B-1如曲線2或B-2光亮劑如曲線3，鍍液的整平能力不佳，同時添加B-1、B-2兩種光亮劑時，與糖精協(xié)同起到最好的整平效果，如曲線4，當采用陰極移動如曲線5或機械攪拌如曲線6時，整平能力優(yōu)于靜止鍍液如曲線6。

圖6評價整平能力的實驗曲線

    (5)BNF鍍液的整平能力

    ①實驗方法  表1中配方4的BNF鎳鐵合金鍍液的整平能力的實驗方法為假正弦波法，鍍5周期鎳鐵合金，以氰化鍍銅作隔層，銅絲半徑R=0．015mm。

    ②計算方法[34]  從假正弦波的顯微照片上量出波峰處鍍層的累計厚度S和相應(yīng)的假正弦波的波弦a，作s-a關(guān)系曲線s=a，曲線與直線的交點在口軸上的投影坐標為口，整平能力計算式：