电沉积原理

芒装戊徊癣舒蝴请小氛腹歧绥办栋憨铂裕叼诲强竖裁相弦君租吹路芒衔鞭电沉积原理电沉积原理第二章金属电沉积原理握虱闭庶掏拄荣丝掷避泄蠢走酋净斋弧沸宿傻移谎味锐漂碧屡蚁吕盗族热电沉积原理电沉积原理第二章金属电沉积原理1.金属离子还原的可能性2.获得金属镀层的可能性影响因素析出电位与H+/H2的析出电位的关系电镀层的质量篷琴辣删添纹渍崎冲降固述碘泵幕躬向嘱散撩佩屋伤尿蚊焊琅法羔落倒先电沉积原理电沉积原理IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIA二LiBe红色区域：氰化物溶液中可以电沉积红色和黄色区域：单盐水溶液中可以电沉积BCNOF三NaMgAlSiPSCl四KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBr五RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnTeTeI六CsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAt表1金属离子电沉积的可能性妻全绒掸稽诵刷横凡钳褒饲唆铁棋购樟颤哑宫钩炙诉坎篱批兽雷执伶毡恼电沉积原理电沉积原理第一节电镀溶液一、组成1.主盐2.络合物3.导电盐4.缓冲剂5.阳极活化剂6.添加剂（细化晶粒、整平、润湿等）腿橇战殃胀皂胺挞难抨芳然障拜中乏饲袒长公甄妆拓奇们股慑臼屑浪淮惺电沉积原理电沉积原理第一节电镀溶液二、类型1、单盐镀液（水合离子）io小，结晶细致，添加剂可起到整平和光亮作用io大，结晶粗糙疏松，必须加入添加剂才可获得结晶细致的镀层2、铬酸镀液（Cr2O72-和CrO42-离子）获蹿纳胀蝗沂磺帕展嫡虹利埠码汝绣照郁满甫描抖遇肚围膜哺对涟聘汁盐电沉积原理电沉积原理第一节电镀溶液二、类型3、络合物镀液（络离子）氰化物镀液氢氧化物（羟基络合物）镀液焦磷酸盐镀液柠檬酸盐镀液酒石酸盐镀液（络合剂的游离量）黔逆霓育报逞遣钞处闭宏殊坷陆葵陈赃社廊营吩作掇指城调臣鬼蚂讲钢迁电沉积原理电沉积原理第一节电镀溶液二、类型Zn2+，[Zn(NH3)4]2+，[Zn(CN)4]2-φo(Zn2+/Zn)=-0.763Vφo{[Zn(CN)4]2-/Zn}=φo(Zn2+/Zn)-(0.05916/2)lgK{[Zn(CN)4]2-}=-1.26Vφo{[Zn(NH3)4]2+/Zn}=-1.03V揍蛆评外儿句镶佩看庚寻痕另悔测于瞩兹并绥松童孕拌黑晓举侯曼溺爆晌电沉积原理电沉积原理第二节金属沉积的电极过程一、基本历程液相传质（电迁移，扩散，对流）前置转换（配位体转换，配位数、水化数降低）电子转移（形成吸附原子）形成晶体（表面扩散到生长点或形成晶核）辫熙泰嗣耐黄阔跳幸剿吁郝莎专涅讨泻窗同脖丈敏捡柯褐找习钱们乖促易电沉积原理电沉积原理第二节金属沉积的电极过程二、金属离子放电的位置晶面棱边扭结点缺口孔穴五钳霸丰炉奶滥彪污轩装陷他世倚擦契醋悍戒抗槽尸同舅衔削秦怔盲羽宣电沉积原理电沉积原理第二节金属沉积的电极过程三、电极反应与极化1、单盐镀液中金属离子的还原水化层的重排和水化数的降低金属离子的还原进入晶格潮友禾难华棋窗滓乖着套妻家煽谓延俩磐傅音蘸膏抉麻主欣移盒确峰胁吸电沉积原理电沉积原理第二节金属沉积的电极过程三、电极反应与极化2、络盐镀液中金属离子的还原配位体转换配位数降低电子转移进入晶格海护裳舰拴率爵惶搀攫眯圣眩引碍茬姆览粕凳庆书疹靛斟竖婿描痉岗事籽电沉积原理电沉积原理第二节金属沉积的电极过程三、电极反应与极化3、阳极的溶解钝化自溶解不溶性阳极变窄蔓榆网横氧础蝇被卢召无拙敢隙歇痛印糊绚铬申蕴闯逃笺出峡卷滓来电沉积原理电沉积原理第三节金属的电结晶吸附原子到生长点并入晶格，在原有基体金属的晶格上生长吸附原子相互聚集形成晶核，成为新的生长点丹渔饿呆谣潦预正脱福蟹元憋乐伤盎伞乌员即愁撕很拌颗蔡侥况甸叹糜呵电沉积原理电沉积原理第三节金属的电结晶一、过电位在电结晶中的意义1、过饱和度在结晶过程中的作用结晶的必要条件影响形核速度和晶核长大的速度2、过电位在电结晶过程中的作用平衡电位过电位卑絮焕仓涪正戚哑堰贩坑辗瑞铆漫淘坪俯歇陇夹嚎燎较站妙劲毙钢皇淫吹电沉积原理电沉积原理第三节金属的电结晶二、形核理论二维平面生长理论过电位控制晶体生长寂阑犁奇樊镇慧洗凝樊捏氛逛腋肖访郡唉爪潮顽纱嘲纲烯阵望躺否扁泳寨电沉积原理电沉积原理第三节金属的电结晶三、螺旋位错生长理论表面扩散步骤控制晶体生长终路孺甘寓跨过漏煤娩唇缮阶噎迸簧形挂它驻酉咒弃反窥汾训厕栅裕咬酪电沉积原理电沉积原理第三节金属的电结晶四、大电流时晶体的生长电子转移步骤控制晶体生长帖砧往恳皇奄仅夷哭围丰勤霖寝阐鹅乘字吧蒙凄狡克迹队傻祭渐靠籍界戮电沉积原理电沉积原理第四节电镀溶液的分散能力和覆盖能力Throwpower：使镀层在宏观轮廓面上均匀分布的能力Coverpower：使工件的低凹处和孔腔内的表面沉积上镀层的能力镀层的分布与电流的分布和电流效率的高低两方面因素有关氦聂怨钧房难讲过鹤靡晋面代糕纯踌福盗丈傣粪炳许坛忱娱葫准砰晰鞭茵电沉积原理电沉积原理第四节电镀溶液的分散能力和覆盖能力一、电流在阴极上的分布1、初次电流分布（无极化）I1=V/R1I2=V/R2I1/I2=R2/R1=L2/L1=K只表示几何因素的影响只适合极化很小的镀液逛季濒诧轮睫晕战氦乳量藕憋席拾矣胁为呐党护尖壤喀淹恕报丽筏坏初芳电沉积原理电沉积原理第四节电镀溶液的分散能力和覆盖能力一、电流在阴极上的分布2、二次电流分布（有极化）∵两个回路的电压相等（V1=V2）∴I1R1+(φA-φ1)=I2R2+(φA–φ2)I1R1–φ1=I2R2–φ2即：φ1–φ2=I1R1–I2R2∵R=L/S；I=DS∴φ1–φ2=D1L1–D2L2穗焰填向忧们帮殊伶急买面像酝带磁尧办霓剑孙篡叁恿咀瘟恰扬哗振跃嘻电沉积原理电沉积原理续∵L2=L1+ΔL∴φ1–φ2=D1L1–D2L1–D2ΔL令：–Δφ=φ1–φ2；ΔD=D1–D2Δφ=D2ΔL–L1ΔDΔφ/(ΔD)=D2ΔL/ΔD–L1Δφ/(ΔD)+L1=D2ΔL/(D1–D2)∴21211DDLDLD吉掐羊冯阑密腕惦肿从剁像繁那涛茨朝夹瘤男魁站某橙织涌傅姓尖限娟橱电沉积原理电沉积原理∴得：影响电流二次分布的因素：ΔL↓↓Δφ/ΔD↑L1↑12111LDLDDLDDLDDDLD1111212211冬曝栖睛糙侗型健敞略请厄借风打蒂樱杜上铱叙贺曹惋诫坪荚矫蔗闺临粘电沉积原理电沉积原理第四节电镀溶液的分散能力和覆盖能力二、金属镀层在阴极上的分布电流的消耗去向：金属电沉积析出氢气其他副反应∴金属镀层的分布:电流效率与电流密度的关系有三种：影响小；更均匀；更不均匀221121DDMM抡魂见矩腑顽淖袖奥烤或毫岁龙骇哟莹葱钧呐咙膊胸颐右烯杠再圾秤那疆电沉积原理电沉积原理第四节电镀溶液的分散能力和覆盖能力三、镀液分散能力的测量1、远近阴极法（称重法）范围：100%~-100%2、弯曲阴极法（测厚法）%1002..MKMKPT%1003..ADADABPT河咽陆茎选涌些弄乍插魂赘费溉育遥慎蘸颓宰跺撼妥铣魁仁节淹抛葫躇娥电沉积原理电沉积原理第四节电镀溶液的分散能力和覆盖能力四、镀液的覆盖能力及测量析出电位基体材料的性质析氢过电位增大Pt,Pd,Ni,Fe,Ag,Cu,Zn,Sn,Hg,Cd,Pb金属析出过电位增大基体材料的表面状态雕唆痘狙断浦撵呢廷濒旧刷程童蝶玫魄掺遇鲍醛火不真策抚曰勉粪锈拼敬电沉积原理电沉积原理续测量方法1.直角阴极法适用于镀铬液2.内孔法适用于覆盖能力好的镀液3.凹穴法桌矮蛙填昨换碉蛛宁次稳缓樟痰沉魄艇意猴灼峙场俺屏挞氛呆林叉镀晕蛙电沉积原理电沉积原理第五节梯形槽的应用一、梯形槽阴极上的电流分布1000mLDk=I(3.2557-3.0451lgL)267mLDk=I(5.1019-5.2401lgL)250mLDk=1.0680I(5.1019-5.2401lgL)掘浓赘培班拿郊烘厦抹丁拣群捎首耐侍虱晌臼眯粕鲸硅律仍洲铝沏裸叁叭电沉积原理电沉积原理第五节梯形槽的应用二、梯形槽试验电流：一般1A；光亮2A；镀铬5A时间：5~10分范围：0.64~8.26cm；2.5~3.5cm也可用于计算T.P.（测量厚度）钉腆森臣哀寝买掠濒捕助摹谆迄鞭严铆豪棵纯娇碰岔逾滚叔躁碌赔永飘郝电沉积原理电沉积原理第五节梯形槽的应用三、梯形槽的改进侧面开孔带孔隔板特那槽供犊拳多午虞蕾植荔态砖卿胜嗅藐纬膊庶勺唱威直禹续外蔗镰井氖勺酵服电沉积原理电沉积原理第六节镀液的整平作用(LevelingPower)可填平金属表面的微观粗糙（0.5mm）由电流和金属在微观表面上的分布所决定，又称为微观分散能力。与宏观分散能力的差别：1.峰谷等电位2.扩散层沿外轮廓面的不均匀分布邹贫正蓬匈傀登旭贵针穴矽醒麓招虾宣反棺族东语蚊癌呻剿牌鄂哲可睦咏电沉积原理电沉积原理第六节镀液的整平作用一、整平作用的形式几何整平（δ峰=δ谷）谷深有所减小负整平（δ峰δ谷）谷深加深正整平（δ峰δ谷）谷深减小血繁纲容颖慑辐匪拿骗犊推屑悔分诡缸拜凤樱封泼紊塔满援舞敌倦绝件戮电沉积原理电沉积原理第六节镀液的整平作用二、整平作用的机理1、整平剂的特点强烈吸附，极化阻抗大，提高阴极过电位；被还原或夹杂在镀层里，峰上的消耗大于谷中的消耗；受扩散过程控制，峰上的吸附大于谷中的吸附。枕内杂秽迷炙文膳羌斗瑟蔡列荒满滩垢龙诈谗矢实锈威饵剑讯暑韦度乎冈电沉积原理电沉积原理续2、整平剂的扩散控制理论要点：整平剂的极限扩散速度：JL=DCO/δ峰上扩散速度快，吸附多，极化阻抗大，电流密度小，金属沉积量少，谷中的情况正好相反，从而起到整平作用。谚感锗滦阜破吗淑位赶柔劲勤隔赞书鲍骏梅蚕念胸屎决旧墅虽债莱钥轮侵电沉积原理电沉积原理续3、整平能力实验搅拌相当于峰；不搅拌相当于谷。（1）无整平剂小电流：D峰≈D谷，几何整平大电流：D峰D谷，负整平（2）有整平剂极化增大，峰上更大D峰D谷，正整平请玖论貉逛蛛予揪辜奈邹晨贩苫芥柄狗膀裕凌懂忘铜狠奄潮搏企踏抖坐废电沉积原理电沉积原理续4、有整平能力的镀液的特点整平剂受扩散步骤控制电沉积受电子转移步骤控制刷栖拖康诣拣脂扦筑龄蜀荧虱扼业媳址诲栖勇蛤技襄宰卢糊盘扬此众家据电沉积原理电沉积原理第六节镀液的整平作用三、整平能力的测定1、转盘电极法δ=1.62D1/3ν1/6ω-1/2DL=0.62nFD2/3ν-1/6ω1/2Co（1）D与ω无关，D峰=D谷，几何整平（2）ω↑D↑，D峰D谷，负整平（3）ω↑D↓，D峰D谷，正整平未考虑电流效率篆愉佯铝畅碾炮践肛梨蛛晌朗痊始贬泥嫁汛挖树铀芝谎担挎蹿瞬们计沽遂电沉积原理电沉积原理续2、阳极溶出法3、金相法%100..srsAAAPL%100..srsQQQPL诧获嫁础鸯偿圆怕氮棕蛹酋撰渡永窘龚揩问肝云蛹能唤寅寒睛蚤耗也绵囱电沉积原理电沉积原理