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分析镀铜阳极钝化原因
1. 硫酸含量过高或过低:低于50g/L时分散能力和镀层光亮度明显下降阳极易钝化,铜粉易产生,镀层粗糙,此时电压升高,电流反而开不大.当高于120g/L以上时,硫酸铜结晶析出,同时镀层脆性增大,光亮度下降,阳极黑膜脱落,难再形成,此时可观察到阳极周围有氧气产生,电流明显下跌,到此阳极明显钝化,阳极溶解后呈上小下大形状。
2. 硫酸铜含量过高:超过220g/L时,分散能力下降,气温低时硫酸铜结晶析出,而有些覆盖在阳极表面,使阳极不能正常溶解.同时,冬季温低,槽液粘度大,铜阳极反应产物铜离子扩散速度大大降低,在槽液浓度近饱和的情况下,铜盐于极板溶液界面高浓度区形成过饱和而结晶.温度越低,电流越高,结晶越快,越多。
3. 氯离子过量:含量低于10mg/L时,镀层亮度低,微粗糙,有条纹.当超过150mg/L时,镀层光亮范围变窄,零件凹处镀层不亮,发暗,边缘粗糙发白.此时阳极表面覆盖着白膜,系氯离子与铜的化合物,严重影响阳极正常溶解.(可用锌粉或除氯剂除去多余的氯,而由于阳极上氧化不完全,会生成Cu+,并行于 Cu2+析出,造成粗糙,毛刺,低电流区不亮等,当用较多氯根存在时,生成CuCl沉淀,使镀液浑浊,故可采用循环过滤法去除CuCl并除去过量的氯根)。
4. 铁离子过多: <10g/L时,影响不大,达15g/L时,镀层将有针孔,并对光亮度有一定影响.如到18g/L,若此时温度较低(如加热到20℃以上可用于临时生产),则开槽时电流表指针很快下降,阳极表面覆盖着一层棕绿色结晶,造成阳极钝化。
5. 阳极面积过小:阳极:阴极=1:3-4,阳极电流密度1.5-3A/dm2.如磷铜短缺,阳极电流>3A/dm2,将引起阳极脱膜,呈暗红色,造成钝化,并有一价铜和铜粉产生。
6. 导电棒勾接触不良。
7. 未能及时清洗阳极与阳极袋:正常电解过程,磷铜阳极不断溶解,黑膜不断生长,覆盖,并有部分污泥与黑膜脱落.如不及时清洗,阳极袋将被堵塞,阳极过厚,难以正常溶解.防止方法:清洗阳极袋,洗刷阳极,除去黑膜.加(30%)H2O2 0.03-0.05ml/L,同时低电流电解半小时以上,以除去一价铜和铜粉,也使黑膜重新生成。
8.阳极出现绿色、黄色结晶：此故障是1中提到的硫酸含量过高引起的衍生故障，硫酸含量过高;当硫酸含量在49g/l时，硫酸铜的溶解度为326g/l，当硫酸含量为98g/l时，硫酸铜的溶解度仅为267g/l。当镀液中的硫酸含量太高时，导致硫酸铜析出，在阳极上就会出现绿色结晶，包住阳极，使阳极溶解困难，发生钝化，随着阳极的钝化的加剧，同时发生可逆的岐化反应，即 Cu2+ + Cu = 2Cu+故在铜阳极易出现较多的一价铜。Cu+水解，进而生成红色铜粉(Cu2O),在阳极上，绿色的结晶加上红色的铜粉，就会出现带有黄色的结晶，如此使阳极进一步钝化，引起镀层粗糙或呈海綿状。因此在酸性光亮镀铜液中，高浓度的硫酸含量虽然走位很好，但会造成阳极的钝化，所以硫酸的含量不要超过90g/l为好。
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