铝及铝合金镀前处理中浸锌法的原理

，　铝及铝合金镀前处理中浸锌法的原理，　ｑ　０１　铝及铝合金是属于两性金属．在酸碱溶　液中都不稳定，同时铝及铝合金在空气中生　成的天然氧化膜．妨碍了镀层与基体的结合　力，因此，铝及铝合金电镀过程中主要特点是　去除天然氧化膜，这样镀前处理就成了铝及　铝合金电镀的关键。有关铝及铝合金的镀前　处理方法很多，其中以浸锌法使用最广泛，最　可靠＋由于这种方法工艺简单．易于掌握，镀　层与铝基的结台力比其他方法都好，因此，有　利于成批生产。在此借助前人已取得的经验，　谈一下我对浸锌法的理解和体会　浸锌的基本理论　当铝件浸入碱性很强的锌酸盐溶液中，　首先是铝件表面氧化皮的溶解，裸露出铝的　结晶体．接着就是铝的氧化，锌离子的还原。　此时在不同程度上也能使铝件表面产生氢，　由于锌具有较高的超电势，故此种现象并不　重要，其基本反应是：　Ａ１　Ｏ。－＋－２ＯＨ—　２ＡｌＯ　＋Ｈ２Ｏ　Ａ１＋４ＯＨ一＋ＡＩＯ　Ｈ　Ｏ＋３ｅ　或Ａｌ＋ＳＯＨ—　Ａ１０２＋Ｈ　Ｏ＋Ｈ一＋３ｅ　ＬＨ一＋　一号Ｈ：十　锌酸盐离子在强碱性溶液中可能呈［Ｚｎ　（ＯＨ）　］　状态存在．因此锌的沉积反应可表　示为　Ｚｎ（ＯＨ）　＋Ｚｎ　＿一４ＯＨ　Ｚｎ：一一２ｅ￣Ｚｎ　二、浸锌的机理　从锌酸盐中沉积锌的机理．不仅有理论　意义．而且沉积锌所发生的结晶形式对以后　镀层的结合力有很太关系　铝虽具有面心立　方晶格结构的金属．可在溶解过程中，铝基表　丁　ｆ、ｆ、；’　面呈现出不同晶面和不同晶向上原子排列的　方式．原子密度，原子间的结合力是不相同　的。铝基表面上的这些原子当与锌酸盐溶液　中的ｚｎ　一离子接触时．首先与这些晶面上的　原子发生置换，也就是说铝晶格结点上的铝　原子被锌原子替代即形成了按铝晶格结构相　同与铝性质不同的锌铝合金新相，继后在这　层合金相层上锌按照自己的品格结构沉积锌　层。布格（Ｂｕｌｌｏｕｇｈ）和加登（Ｇａｒｄａｍ）比较了　铝和锌的晶格常数（首者为４．０４埃．后者为　２．６６埃）以后指出：２个铝原子被３个锌原子　替代时，锌沉积物可在ｉ００平面上形成一略　具扭变的分子层，但并不在六方基础的锌晶　格中，另一方面在１ｉ０和１１１平面上可以形　成略具扭变的六方晶格，特别是在１１１平面　的情况下（注：在１００和１１０平面上原子间距　在４～３埃之间，ｌ１１平面上原子间距在２．６８　埃与锌的品格常数接近）。　但由于铝是负电位较高的金属，因此，铝　基与锌层之间的电位差较大，所形成的沉积　层晶粒较粗，且孔隙多，厚度也不够均匀。为　了减少它们之问的电位差，通过二次浸锌的　方法能达到，这主要原因是因为第一次浸锌　进行第二次浸酸时在铝基表面留下一层蓝灰　色的薄膜，这就是上面所说的一层锌铝合金　相．因为这层合金相层在浸酸时显示出铝的　化学特征＋而在浸锌时又显示出锌ｌ韵化学特　征，这表明合金中的该组分金属标准自由能　比在纯金属相中为低　所以在这层台金相层　上再次浸锌时，该锌的还原能力降低了，从而　成了一层锌含量较小的更为均匀的结品更为　细致紧密并包含更多细晶粒的锌层。　三、浸锌液成分的影响　滓，　维普资讯 http://www.cqvip.com

实践证明，溶液的成分对浸锌的质量和　四、浸锌法实例之一　以后镀层的结台力有很大的影响　因此浸锌　现在广泛使用的是改良型浸锌法，所得　溶液的主要成分是氧化锌和氢氧化钠应取适　膜层薄而致密，后续电镀层的结合力良好。应　当比例外，还要加入一些金属离子和络台剂，　用改良型浸锌法，可以不进行预镀而直接镀　以形成金属化合物及对金属离子的络合能　光亮镍或硬铬。改良型浸锌法的溶液组成与　力，改善镀层的致密度，增强结台力　操作条件如下：　众所周知．当镀层刚开始沉积时，镀层沉　溶液１　溶液２　积的结晶受基体金属结晶方向的影响较大，　氧化锌　２０　当镀层增加到一定厚度就不受基体金属结晶　氢氧化钠　ｌ２０　１Ｏ０　的影响，而按各自金属结晶状态生长，如锌按　氯化镍　ｌ５　六方晶格特征生长。如果在浸锌液中加入以　硫酸高铁　铁族元素为主的金属离子（如Ｆｅ　＇，Ｎｉ　、　酒石酸钾钠　５Ｏ　５Ｏ　硝酸钠　ｌ　ｌ　Ｃｏ　），由于铁族元素与锌元素的３ｄ电子层　氰化钠　结构不同及其它们的品格结构的差异，所以　温度　ｌ０～２５℃　２０～２５℃　在发生共沉积时易形成金属化合物，由于生　时间　３Ｏ～６０Ｓ　３Ｏ～６ａＳ　成这类化合物相对自由能最低，使所得的化　搅拌　必要　必要　学置换层的化学活性更趋稳定。　高钝铝的“砂面腐蚀”　吖　胡光军　电子工业中常用高钝铝做为散热部件，　稳定。　这些部件必须均匀地消除其光泽而形成对光　配方：硫酸铵（ＮＨ。）　ｓＯ。ｌＯＯ￣ｌｌＯｇ／Ｉ　线呈漫反射的银白色光面。　氟化氢铵（ＮＨ．）ＨＦｚ　１００￣ｌｌ０ｇ／Ｉ　高钝铝与酸的反应较缓慢，必须加入与　ｐＨ　２．５～２．９ｇ／Ｉ　铝离子能络合的络合剂以加快铝与酸的反　温度　４５℃～６５℃　应。铝离子电子层结构是１ｓ　，２Ｓ　，２　。在第　时间　２～３分钟　三层外层轨道上有空轨，而（Ｆ　）有弧对电　原料及配制过程：　子，能做为一个配位基填入铝离子的空轨中　氢氟酸（４０　．ｄ一１．１４）；氨水（２５　，ｄ　而形成络离子ＡＩＦ　。当然，因为氢氟酸的　０．９０）　离解常数ＰＫ一３．１８，ｐＨ值低时会降低氟离　硫酸（９８　，ｄ一１．８４）　子活度．这种反应不能在强酸下进行。　先按计算好用量的各化学制品稀释．分　加入一些氧化剂如双氧水、过硫酸铵等　别制成硫酸铵溶液和氟化氢铵溶液，然后再　氧化剂能促使铝的溶解反应，加快浸蚀作用。　将二种溶液混合，调节好ｐＨ后即可使用。　我们认为采用这种溶液做“砂面腐蚀”较