几种有机添加剂对铜、锌阴极沉积和阳极溶出过程影响的研究
近年来，随着科学技术的不断进步与发展，电镀工艺在越来越多的行业得到了应用。除了在日常交通工具、家用电器等常规镀件的表面装饰与防腐外，许多复合材料、功能性材料的制备都需要电镀技术来完成。因此电镀液的优化、添加剂的选择与开发一直是研究的热点课题，对提高镀层性能有重要的影响。当前，对添加剂作用机理的解释有很多，学者们众说纷纭，较难达成统一的意见，但其中也不乏有个别理论被人们广泛接受，例如细晶理论和扩散与非扩散控制理论。研究添加剂作用机理可为实际生产提供理论依据，避免了盲目地探索造成人力、物力、财力的浪费。 电化学分析测试技术是一种常用于研究电镀液和镀层性能的方法。电化学石英晶体微天平(EQCM)可从定量角度研究电极表面的吸附和反应过程，是一种较新颖的技术。本文主要采用电化学循环伏安(CV)、电化学石英晶体微天平(EQCM)、计时电流法(CA)和扫描电镜(SEM)等方法，研究了脒基硫脲和DL-高半胱氨酸硫内脂盐酸盐分别对酸性硫酸盐溶液中铜电沉积过程影响，以及脒基硫脲和烟酸对酸性硫酸盐溶液中锌电沉积过程的影响，并初步分析了其作用机理，得到了一些有意义的结果。 本论文的主要研究内容如下: (1)首先阐述了电镀的发展概况以及电镀在工业发展中的重要性。重点介绍了当前工业上已经应用的一些电镀添加剂，并结合相关的研究报道阐述了添加剂对金属电沉积的影响及其作用机理。 (2)以脒基硫脲(GTU)作为电镀添加剂，采用CV和EQCM等方法，研究了酸性溶液中不同浓度的GTU对铜阴极沉积和阳极溶出过程的影响并初步分析了GTU抑制该过程的原因。首次从定量角度研究了不同浓度的GTU对铜阴极沉积过程M/n值的影响。 (3)采用EQCM、CV、CA等方法研究了硫酸盐镀液中添加剂DL-高半胱氨酸硫内脂盐酸盐对铜电沉积过程的影响，并初步分析了其作用机理。CV结果证实了该添加剂可抑制金属铜离子的沉积;CA结果揭示了该添加剂的加入可使铜电结晶的机理从瞬时成核变成连续成核过程，指示其有助于细化镀层晶粒，提高镀层的光亮度和平整性。 (4)运用CV、EQCM及SEM研究了酸性介质中脒基硫脲和烟酸对锌在Pt/Fe电极上电沉积过程的影响。得到以下几个结论:一、脒基硫脲和烟酸都可抑制锌本体沉积和欠电位沉积过程，且脒基硫脲抑制效果大于烟酸;当脒基硫脲和烟酸混合添加时，二者对锌的本体沉积和欠电位沉积过程又有协同作用。二、添加剂对锌镀层的形貌有较大的改变，沉积晶粒更细，有助于提高锌镀层的耐腐蚀性能。
电镀液;有机添加剂;金属电沉积;阳极溶出;耐腐蚀性能
闽南师范大学
硕士
分析化学
陈国良
2014
中文
O657.1;O646.54
70
2014-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）