純銅無氰脈沖鍍銀的研究

陳益兵，　趙芳霞，　孫曉東，　張振忠

(南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210009)

摘要：　針對(duì)純銅使用過程中表面腐蝕及導(dǎo)電性需進(jìn)一步提高等問題，采用無氰脈沖鍍銀的方法對(duì)純銅進(jìn)行表面改性。采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、界面接觸電阻測試、極化曲線等手段，研究了無氰脈沖鍍銀工藝對(duì)純銅性能的影響。結(jié)果表明：無氰脈沖鍍銀改善了鍍層的微觀結(jié)構(gòu)，改性后純銅的接觸電阻為改性前的8%～20%，自腐蝕電流密度降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

關(guān)鍵詞：　脈沖鍍銀;無氰;界面導(dǎo)電性能;耐蝕性

中圖分類號(hào)：TQ　153　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　　文章編號(hào)：1000-4742(2013)05-0015-03

0　前言

銅在電子、通訊和電工等行業(yè)中應(yīng)用廣泛。但銅表面受到腐蝕會(huì)產(chǎn)生絕緣性質(zhì)的銅綠，而銅表面在工業(yè)化應(yīng)用中要求必須保證和保持其固有的特性和特征，因此，銅防腐蝕表面改性工藝研究已引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。銅防腐大多選用鍍層或涂層保護(hù)[1-2]。目前普遍采用直流氰化物鍍銀工藝對(duì)純銅進(jìn)行表面改性，其鍍層具有結(jié)合力好、致密、耐蝕、導(dǎo)電性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[3]，但氰化物嚴(yán)重污染環(huán)境。

本文采用無氰脈沖鍍銀工藝對(duì)純銅進(jìn)行表面改性，既可提高純銅的使用性能，又能解決環(huán)境污染問題，為研究性能好、成本低的銅表面改性工藝提供了一個(gè)新思路。

1　實(shí)驗(yàn)

1.1　基材處理

選用銅片(30mm×30mm×2mm)作為基底。依次使用型號(hào)為600#，800#，1　000#的氧化鋁耐水砂紙打磨純銅至表面光潔平滑。

1.2　鍍液組成及工藝條件

硝酸銀40～60g/L，焦亞硫酸鉀190～210g/L，硫代硫酸鈉30～50g/L，硫酸鈉15～25g/L，硼酸20～40g/L，pH值4.2～4.8，電流密度0.3～0.5A/dm2，占空比5%～35%，S陰極∶S陽極1∶2，10～40℃，10min。

1.3　工藝流程

化學(xué)除油(70℃，10min)→熱水洗(3～8s→)逆流水洗(3～8s)→預(yù)酸洗(60℃，3～5s→)熱水洗(3～8s)→逆流水洗(3～8s)→光亮浸蝕(室溫，10～30s)→水洗→浸銀(室溫，20s)→水洗→脈沖鍍銀(30min)→熱水洗(3～8s)→逆流水洗(3～8s)→干燥

1.4　浸銀工藝說明

鍍件浸入由低質(zhì)量濃度的銀鹽和高質(zhì)量濃度的配位劑組成的溶液中，沉積上一層致密且結(jié)合力好的置換銀層的過程叫浸銀。這樣，再進(jìn)行鍍銀時(shí)，鍍層的結(jié)合力可大大提高。本文所用的浸銀工藝配方為：硝酸銀15～20g/L，硫脲200～220g/L，pH值(用1∶1鹽酸滴定)4，15～30℃，60～120s。

1.5　測試方法

1.5.1　表面結(jié)構(gòu)、形貌及成分

采用Dmax/RB型X射線衍射儀(XRD)分析鍍層的表面結(jié)構(gòu);采用JSM　26360LV型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察鍍層的表面形貌;采用EDSGENESIS-2000MS60型能譜儀(EDS)對(duì)鍍層進(jìn)行成分分析。