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某些金属的电镀

本章专门讨论某些金属的电镀，由于其特殊的性质，这些金属经常用于微电子学或微观力学。对于每种金属，解释了可能的电解质以及电解质和电极中相应的电化学过程。

镀金

应用领域

由于其非常高的耐腐蚀性、良好的导电性、低接触电阻以及金的良好可焊性，金涂层在电子和电气工程中得到广泛应用。几个100纳米的典型层厚度(例如。作为焊接辅助)到一些微米被用作腐蚀保护。

金的碱性氰化物沉积

这里的电解质是基于剧毒的二氰基尿酸钾(I) = K[Au(CN)2]。该溶液含有约68%的金，在水溶液中以钾离子和[金(CN)2]离子解离。后者迁移到阳极并在那里离解成金+和(CN)离子。金离子迁移回阴极，在那里被中和并沉积在阴极上。

使用的阳极是可溶性金或金铜电极，或不溶性镀铂钛电极。

金的中性氰化物沉积

这种电解质也基于二氰基尿酸钾，但不含任何游离氰化物(无游离(CN)离子)。不溶性镀铂钛电极用作阳极。

金的酸性氰化物沉积

这里，二氰基尿酸钾也是电解液中的金源，电解液中还含有钴或镍以及柠檬酸。结果，可以获得有光泽的金层，该金层由于其相对大比例的有机成分而相对较硬，并且具有低延展性。阳极使用不溶性镀铂钛或不锈钢。

金的强酸性氰化物沉积

为此，在强酸性溶液中也稳定的三价四氰基尿酸钾(III) = K [Au(CN)4]形成电解质的金属供应。此外，加入无机酸如硫酸或磷酸。

用亚硫酸金无氰沉积金

代替高毒性氰基化合物，电解质基于二硫酸铵(ⅰ)=(NH 4)3[Au(SO 3)2]或二硫酸钠(I) = (Na)3[Au(SO 3)2](碱金属亚硫酸盐)。溶液中的[金(SO3)2]3-离子在阴极附近分解成金+和(SO3)2-离子，金离子在阴极上还原成金并沉积。

除了省去了剧毒的氰化镀液，从亚硫酸盐电解质沉积的金层还具有优异的宏观散射能力(=在电极的电流降解点也具有高沉积速率)和高延展性的优点。

因此，我们的金浴NB SEMIPLATE AU 100是基于亚硫酸盐电解质。

光泽的形成

高亮度的沉积金需要光滑的表面和清晰的晶体结构。为此，有必要在金的生长过程中促进核的形成，同时抑制晶体的生长。

根据电解质的不同，通过添加元素如砷、铊、硒和铅以及乙二胺来满足这一要求，这些元素通过直接在金沉积位置进行局部选择性钝化或化学缓冲来控制微晶的生长。

镀镍

硫酸镍镀镍

主要的金属供应商是六水合硫酸镍，分子式为硫酸镍(H 2O)6，或七水合硫酸镍(NiSO 4 (H 2O)7)。六水合氯化镍=二氯化镍(H 2O)6用于提高阳极溶解度以及导电盐，以增加电解质的电导率。硼酸(H3BO 3)作为化学缓冲剂来保持酸碱度。

硫酸镍在水溶液中分解成Ni2+和(SO4)2-离子。Ni2+离子在阴极上被还原成镍，镍在阴极上沉积成金属涂层。硫酸根离子迁移到铜阳极，并在那里形成新的硫酸铜，通过消耗阳极溶解在溶液中。

氯化物电解液中镍的沉积

纯(即。不含硫酸镍)氯化物电解质由作为金属提供者和导电盐的二氯化镍(H 2O)6和作为化学缓冲剂的硼酸组成。

与硫酸镍电解液相比，氯化镍电解液具有更高的电导率，因此可以用更低的电能进行沉积。然而，氯化镍浴比硫酸镍浴更贵，腐蚀性更强。

氨基磺酸镍沉积镍

这种电解液的主要金属供应商是氨基磺酸镍4-水合物，分子式为Ni(SO3NH 2)2 (H 2O)4，氯化镍= NiCl2以提高阳极溶解度，硼酸(H3BO 3)作为化学缓冲剂以保持pH值。

氨基磺酸镍在水溶液中分解成Ni2+和(SO3NH 2)离子。Ni2+离子在阴极上被还原成镍，镍在阴极上沉积成金属涂层。硫酸根离子迁移到镍阳极，并通过消耗阳极在那里形成新的氨基磺酸镍。

氨基磺酸镍在水中具有非常高的溶解度，因此可以制备具有高电流密度和沉积速率的富含金属的镀液，尽管如此，该镀液仍获得具有良好机械性能的镍层。当同时需要厚且无应力的层时，特别推荐使用氨基磺酸镍基电解质。沉积的镍层具有很好的延展性，并提供良好的抗磨损和抗腐蚀保护。

由于这个原因，我们的镍浴NB SEMIPLATE AU 100是基于氨基磺酸镍基电解质。

闪亮镍膜的先决条件

哪种表面性质导致光亮(镍)表面对于镍来说还没有完全了解，即使非常光滑的非晶态结构起着重要作用。

一方面，单晶表面需要高成核密度，另一方面，抑制这些核向更大微晶的生长。

增白剂(主要增白剂)

诸如磺酰胺、磺酰胺和磺酸之类的添加剂引起生长中的镍层的晶粒回复，该镍层通常具有高延展性。

增亮剂和流平剂(辅助增亮剂)

作为添加剂的增亮剂和整平剂能使表层有光泽，尽管延展性较差。

镀锡

用硫酸锡沉积锡

这里电解质溶液由硫酸锡(ll)-硫酸盐组成。硫酸锡在水溶液中分解成Sn2+和(SO4)2-离子。Sn2+离子在阴极上被还原成锡，锡在阴极上沉积成金属涂层。硫酸根离子迁移到锡阳极，并在那里形成新的硫酸锡，通过消耗阳极溶解在溶液中。

锡与锡(ll)-甲烷硫酸盐的沉积这里的电解质由甲磺酸(CH3SO 3H)及其盐，锡(ll)-甲烷磺酸盐组成。这种盐在水溶液中离解成Sn2 +和(CH3SO 3)-离子。Sn2+离子在阴极上被还原成锡，锡在阴极上沉积成金属涂层。甲烷硫酸盐离子迁移到锡阳极，并在那里形成新的锡(ll)-甲烷硫酸盐，通过消耗阳极溶解在溶液中。我们的锡电解液NB SEMIPLATE SN 100是基于锡(ll)-甲烷磺酸盐和甲磺酸。

镀铜

应用领域

在电子技术中，电化学镀铜被用于制造印刷电路板和直通连接。

铜的碱性氰化沉积

在这种情况下，金属载体是氰化铜(ⅰ)，它不溶于水，但溶于氯化钠或KCN的水溶液，通过氰化铜+ 2氯化钠→Na2[铜(CN)3]形成可溶性氰化物络合物。沉积的铜层显示出非常好的粘合强度。

铜的硫酸(酸性)沉积

作为剧毒铜(ⅰ)氰化物的替代物，用于硫酸基沉积的电解液由溶解在稀硫酸中的硫酸铜组成。硫酸铜在水溶液中的Cu2+和(SO4)2-离子中离解。Cu2+离子在阴极上被还原成铜，铜在阴极上沉积成金属涂层。硫酸根离子迁移到铜阳极，并在那里形成新的硫酸铜，通过消耗阳极溶解在溶液中。

硫酸不仅有助于提高电解质的导电性，而且是连贯、均匀的层沉积的先决条件。

我们的镍浴NB SEMIPLATE CU 100由溶解在稀硫酸中的硫酸铜制成。

银的电镀沉积

应用领域

在(微型)电子学中，使用银层是因为它们良好的电性能:在所有金属中，银的导电性最高。

银的氰化沉积

由于氰化银几乎不溶于水，氰化钾(KCN)被添加到电解液中，增加了游离氰化物的浓度。根据游离氰化物的浓度，可溶性氰化物络合物二氰基甲酸酯=[银(CN)2]-，三氰基甲酸酯=[银(CN)3]2-和四氰基甲酸酯=[银(CN)4]3-的平衡浓度可以调节。

银的无氰沉积

作为剧毒氰化银的替代物，一系列毒性较小或无毒的络合剂，例如碘化物、亚硫酸盐、乙二胺或硫脲。

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