化学镀镍反应沉积速率与混合电位的关系

图3-19 化学镀的沉积速率和混合电位

a)局部阴阳极反应均为电荷转移控制 b)局部阳极反应为电荷转移控制 c)局部阳极反应为扩散控制

图3-19研究了各种控制条件下的化学镀的沉积速率与混合电位的关系,其中图3-19a表示了局部阴、阳反应均为电荷转移控制的情况,在此混合电位下的电流相当于化学镀速率;图3-19b表示局部阳极反应为电荷转移控制,局部阴极反应为扩散控制;图3-19c表示局部阳极反应为扩散控制,而局部阴极反应为电荷转移控制的电流-电位曲线示意图。

当两种沉积反应都受电荷转移控制时,搅拌溶液不改变沉积速率。而局部阳极或局部阴极反应为控制步骤时,搅拌会显著地影响沉积速率,使混合电位变化。当局部阳极反应为扩散控制时,搅拌镀液,混合电位向负方向移动,沉积速率增大;当局部阴极反应为扩散控制时,混合电位向正方向移动,沉积速率也增大;要使沉积速率不受搅拌影响,最好在金属离子和还原剂都是高浓度的条件下操作,但这种条件下化学镀液的稳定性很差。因此,目前生产中使用的化学镀液均受搅拌影响,使用这类溶液时,必须注意其流动条件。实际情况中,局部阴阳极反应所测定的局部阴极和阳极极化曲线计算的沉积速率基于混合电位理论。

利用混合电位理论可以在同一还原剂体系内定性地确定不同络合剂对沉积速率的影响。

图3-20和图3-21分别表示以次磷酸钠为还原剂、以苹果酸和乳酸为络合剂的阴阳极反应电流。由图可以看出, d苹果酸 > d乳酸 ,表明在以次磷酸钠为还原剂的化学镀镍过程中,以苹果酸为络合剂比以乳酸为络合剂的沉积速率高。

图3-20 苹果酸为络合剂的阴阳极反应的电流-电位曲线

图3-21 乳酸为络合剂的阴阳极反应的电流-电位曲线

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