复合镀如Ni-PTFE介绍.pdf

第三章 电镀和化学镀 复合镀 （如Nikel-PTFE) 2011-1-13 1 3.6 复合镀：是近二十多年才获得重大发展的新工艺 复合镀是将固体微粒子加入镀液中与金 属或合金共沉积，形成一种金属基的表面 复合材料的过程。镀层中，固体微粒均匀 弥散地分布在基体中，故又称为分散镀或 弥散镀。 2011-1-13 2 任何金属镀层都可以成为复合镀层的基体材料， 但研究和应用得较多的有镍、铜、铁、钴、铬、 锌、银、金、铅、镍-磷、镍-硼、镍-铁、铝-锡、 铜-锡等。 固体微粒主要有金属氧化物、碳化物、硼化物、 氮化物等无机化合物分散剂，尼龙、聚四氟乙烯、 聚氯乙烯等有机分散剂，石墨以及不溶于镀液的 金属粉都可作分散剂。 由于固体粒子的共沉积，赋予镀层一些特殊的功 能，大大扩大了镀层的应用范围和效果。复合镀 层可用电镀法和化学镀法获得，两种方法各有特 点，近年都在蓬勃发展。 2011-1-13 3 3.6.1复合镀层的沉积机理 固体微粒先经过消除杂质、润湿处理和 表面活性剂处理后，加入镀液中，形成 均匀的悬浮液。 分散粒子会吸附表面活性剂和镀液中各 种离子，包括将被沉积的金属离子。当 微粒子表面净吸附结果是正离子占优势 时，即微粒子表面带正电荷后，才有可 能与金属离子共沉积形成复合镀层。 2011-1-13 4 在电镀法实施的复合镀过程中，共 沉积大致经历如下的步骤： ①在电场作用下，带正电荷的微粒子有向阴 极靠近的倾向，但固体微粒的电泳速度与搅 拌形成的运动相比是微弱的。 ②在搅拌的作用下，微粒子被带到阴极表 面，与阴极表面碰撞并被阴极表面俘获。 2011-1-13 5 ③在电场作用下，微粒吸附在阴极表面上。这 是一种弱吸附。在静电场力作用下，粒子脱去 水化膜。与阴极表面直接紧密接触，形成化学 吸附的强吸附。形成强吸附的粒子在液流冲 击下又会脱附离开阴极。吸附与脱附处于动态 平衡。 ④微粒吸附的金属离子及被吸附的金属离子 在阴极上放电沉积进入晶格，固体微粒子被沉 积金属埋没而镶嵌在镀层中，形成金属／固体 微粒复合镀层。微粒被沉积金属掩埋固定所需 时间愈短，微粒的共沉积量愈大。 2011-1-13 6 3.6.2 复合镀的条件 要制备复合镀层，需满足下述基条件： ①粒子在镀液中是充分稳定的，既不会发生 任何化学反应，也不会促使镀液分解。 ②粒子在镀液中要完全润湿，形成分散均匀 的悬浮液。为此，粒子都需经过亲水处理， 特别是那些疏水粒子，更应作充分的亲水处 理，并要降低镀液的表面张力，这样才能形 成悬浮性好的镀液。 2011-1-13 7 ③镀液的性质要有利于固体粒子带正电荷，即 利于粒子吸附阳离子表面活性剂及金属离子。 ④粒子的粒度要适当。粒子过粗，易于沉淀， 且不易被沉积金属包覆，镀层粗糙；粒子过 细，易于结团成块，不能均匀悬浮。通常使用 0.1～10um的粒子，但以0.5～3um最好。 ⑤要有适当的搅拌，这既是保持微粒均匀悬浮 的必要措施，也是使粒子高效率输送到阴极表 面并与阴极碰撞的必要条件。 2011-1-13