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純銅無氰脈沖鍍銀的研究
陳益兵， 趙芳霞， 孫曉東， 張振忠
(南京工業大學材料科學與工程學院，江蘇南京210009)
摘要： 針對純銅使用過程中表面腐蝕及導電性需進一步提高等問題，采用無氰脈沖鍍銀的方法對純銅進行表面改性。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純銅性能的影響。結果表明：無氰脈沖鍍銀改善了鍍層的微觀結構，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數量級。
關鍵詞： 脈沖鍍銀;無氰;界面導電性能;耐蝕性
中圖分類號：TQ 153 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4742(2013)05-0015-03
0 前言
銅在電子、通訊和電工等行業中應用廣泛。但銅表面受到腐蝕會產生絕緣性質的銅綠，而銅表面在工業化應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外的廣泛關注。銅防腐大多選用鍍層或涂層保護[1-2]。目前普遍采用直流氰化物鍍銀工藝對純銅進行表面改性，其鍍層具有結合力好、致密、耐蝕、導電性強等優點[3]，但氰化物嚴重污染環境。
本文采用無氰脈沖鍍銀工藝對純銅進行表面改性，既可提高純銅的使用性能，又能解決環境污染問題，為研究性能好、成本低的銅表面改性工藝提供了一個新思路。
1 實驗
1.1 基材處理
選用銅片(30mm×30mm×2mm)作為基底。依次使用型號為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
化學除油(70℃，10min)→熱水洗(3～8s→)逆流水洗(3～8s)→預酸洗(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
鍍件浸入由低質量濃度的銀鹽和高質量濃度的配位劑組成的溶液中，沉積上一層致密且結合力好的置換銀層的過程叫浸銀。這樣，再進行鍍銀時，鍍層的結合力可大大提高。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 表面結構、形貌及成分
采用Dmax/RB型X射線衍射儀(XRD)分析鍍層的表面結構;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)對鍍層進行成分分析。
