酸性鍍銅陽極磷銅球質(zhì)量分析

  一、從鍍層表面質(zhì)量判定磷銅球質(zhì)量

  如果磷銅陽極的含磷量低，鈍化前磷銅陽極的陽極膜薄且少，銅鍍液中有一價銅離子產(chǎn)生，使銅離子急劇上升，從而出現(xiàn)磷銅陽極表面的陽極膜呈"黃色或綠黃色的膜層"現(xiàn)象。

  如果磷銅陽極表面的黑膜下還有一層棕色的膜，說明磷銅陽極中的雜質(zhì)含量超標(biāo)，一般是用雜銅生產(chǎn)的磷銅陽極才會出現(xiàn)此類鈍化現(xiàn)象。若是由磷銅陽極本身質(zhì)量引起磷銅陽極鈍化，應(yīng)更換磷銅陽極。

  二、電鍍粗糙原因

  粗大銅晶粒由于太重而凝膠體不能支撐起從而形成陽極泥，造成電鍍粗糙，同時又要至少3個月清洗更換陽極袋1次。晶粒小時磷能阻止細(xì)銅粒從陽極脫落。使用高質(zhì)量的磷銅陽極，磷分布非常均勻，結(jié)晶顆粒細(xì)致，結(jié)構(gòu)緊密，"黑色磷膜"不厚不薄，結(jié)合力適中，質(zhì)量可靠，有效地阻止了一價銅離子形成。由于銅結(jié)晶細(xì)致，磷含量適中且分布均勻，陽極泥很少，陽極袋通常半年以上才清洗，這樣不但提高電鍍生產(chǎn)效率，而且還節(jié)約陽極袋等附屬原材料。

  三、銅陽極的特性及優(yōu)點

  對任何電鍍操作，比較好的陽極必須滿足以下要求：雜質(zhì)含量少、晶粒精細(xì)、規(guī)整;酸性鍍銅系統(tǒng)需要的均勻分布地0.04%～0.065%的磷含量;表面無油、氧化、毛刺。陽極必須隨時可以立即使用，并有很高的操作性能而無麻煩顧慮。使用高質(zhì)量的銅陽極給電鍍制造業(yè)者帶來的好處是：提高成品率，降低生產(chǎn)消耗成本，提高生產(chǎn)效率和鍍層的物理性能，以滿足電鍍界越來越高的技術(shù)要求，迎合其發(fā)展趨勢。

  四、銅粉

  研究表明，銅在硫酸中的陽極溶解是分步反應(yīng)。金屬銅首先失去一個電子生成一價銅e+,這是一個快反應(yīng)，然后繼續(xù)失去一個電子、生成二價銅，這一步是慢步驟。由此可見，銅在陽極溶解的過程中不可避免地伴隨有一價銅離子生成。這已為旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極的實驗所證實。溶液中的一價銅很不穩(wěn)定它可以通過歧化反應(yīng)分解成金屬銅和二價銅離子。由于電極附近雙法區(qū)的空間是很小的，一價銅在雙層區(qū)空間的濃度將會是相當(dāng)?shù)卮螅谶@種條件下，銅離子的歧化反應(yīng)將是非常容易進(jìn)行的。所以，銅陽極溶解過程中生成的一價銅是銅粉的主要來源。

  溫度升高，銅粉生成率增加，即生成銅粉的置在溶解的銅量中的百分比增加。磷元素有助于消除或減少一價銅的生成磷銅用極的溶解電流比純銅大得多，在一定臺磷范圍內(nèi)，銅中含磷越高，陽極的溶解性能越好。

  五、為什么陽極溶解是在晶面上均勻地進(jìn)行?

  純銅中加進(jìn)磷元素后形成了熱力學(xué)上穩(wěn)定的多晶結(jié)構(gòu)，晶界小，能量低，而且磷優(yōu)先富集在晶界上。表面張力測量表明，在熔融體中，磷對銅來說是表面活性元素，它使熔體的表面張力下降。晶界的能量降低，選擇性的晶界溶解也就難以發(fā)生。所以，陽極溶解是在晶面上均勻地進(jìn)行?

  六、氧化銅增多，會提高銅泥增多

  晶界比晶休其它部位更容易溶解。如果晶體中臺有Cu20雜質(zhì)晶界的優(yōu)先溶解將更快，晶粒將更多地從金屬本體上剝落下來。同時，Cu20溶于硫酸，這使溶液中的一價銅增多。所以，陽極中Cu20的存在會加劇陽極泥的生成，消除銅粉有賴于除去銅中的Cu20。

  七、磷在陽極銅中起什么作用?

  假陰極板或波浪板在2-3ASD內(nèi)電解處理4～10小時，銅陽極的表面生成一層黑色的"磷膜"，其主要成份是磷化銅(CuP)。這層"黑色磷膜"具有金屬導(dǎo)電性，改變了銅陽極過程的某些反應(yīng)步驟的速度，克服了：銅粉和陽極泥多，陽極利用率低、鍍層容易產(chǎn)生毛刺和粗糙，Cu鍍液逐漸升高鍍液不穩(wěn)定，添加劑消耗快。

  八、毛刺

  造成鍍層毛刺，即銅粗原因Cu+。在電鍍過程中，銅粉以電泳的方式沉積在陰極鍍層上產(chǎn)生毛刺。在電流密度小、溫度高的情況下，陰極電流效率會下降，氫離子的放電，使酸度下降，水解反應(yīng)向生成銅粉的方向移動，毛刺的現(xiàn)象將會加重;高純銅陽極是由精煉銅制造來的，其成本需加上加工費用。在生產(chǎn)過程中銅陽極中的雜質(zhì)會隨銅一起沉積或留在電鍍槽的溶液中，或沉到槽底形成陽極泥。若雜質(zhì)沉積在鍍件表面會導(dǎo)致鍍層粗糙和鍍層應(yīng)力增加

  九、磷銅球產(chǎn)生一價銅離子的不良作用

  一價銅離子會造成鍍層不光亮、整平性差、鍍液混濁。這也是由于銅粉細(xì)密地散布在陰極鍍層表面，而Cu+在其疏松晶體上均勻沉積，造成陰極沉積層的不緊密、不平整、沒有光澤。電流密度小的區(qū)域，影響就更嚴(yán)重。在一個銅粉較多的鍍槽中即使加了較多光亮劑，低電流密度區(qū)域鍍層也是很難光亮整平的。加些雙氧水，將銅粉氧化，再除去殘存的雙氧水，補充被雙氧水氧化掉的光亮劑，低電流密度區(qū)的不光亮、整平差將有明顯改善。反應(yīng)要消耗酸，如在生產(chǎn)中可適當(dāng)被補充些硫酸。