恒电位脉冲电沉积高锡青铜耐蚀镀层工艺研究

摘要

针对所提出的恒电位脉冲电沉积铜锡技术,研究工艺条件对镀层成分、晶粒尺寸及耐蚀性能的影响规律,摸索恒电位脉冲电沉积高锡青铜的最优工艺。利用SEM观察分析恒电位脉冲与恒电流脉冲电沉积铜锡镀层的形貌及晶粒尺寸,结合EDS分析电沉积方式对镀层成分分布的影响规律,使用电化学工作站表征镀层的耐蚀性。结果表明,使用占空比33%、沉积电位3 V的恒电位脉冲电沉积工艺,降低了镀层溶解几率而维持络合离子迁移、沉积驱动力,因而对不同尺寸零件均可稳定获得高锡青铜镀层。相同初始条件下,恒电流脉冲镀层平均厚度约6μm;而恒电位脉冲具有更大的沉积速率,膜层厚度在10μm以上,且镀层成分比恒电流脉冲镀层更均匀、孔隙率低、晶粒团簇少、耐蚀性能优良,在截面积为78.5 mm^2的试样上镀层阻抗较恒电流脉冲提高了两倍。恒电位脉冲还可获得纳米Cu-Sn镀层,晶粒尺寸小于100 nm。相对恒电流脉冲,恒电位脉冲电沉积提高了铜锡镀层质量及耐蚀性,且有利于复杂零件的成分控制及自动化生产。