柠檬酸盐碱性镀铜的电化学行为研究

摘要

在研发的柠檬酸盐碱性无氰镀铜工艺基础上，应用线性扫描法和循环伏安法，研究了柠檬酸盐碱性镀铜电解液的阴极还原和阳极氧化过程，并探讨了在不同Cu2+浓度、温度及 pH值下铜络合离子还原的电化学行为。结果表明，在阴极过程中，铜络合离子的还原近似于一步完成，其起波电位明显负于金属铜和铁的标准电极电位，可以满足在钢铁基体上直接镀铜的要求。在阳极过程中，沉积铜的溶出氧化按两步进行，CuO→Cu+→Cu2+，但Cu+→Cu2+步骤进行得不完全。随着Cu2+浓度的增大、温度的升高、pH值的降低，铜络合离子的阴极极化程度减小，沉积电位正向偏移。铜络合离子阴极还原反应的交换电流密度i0=3.21×10-7 A cm-2，阴极传递系数a nα =0.35；铜络合离子的扩散系数D=8.21×10-6 cm2/s；在-1.18 V～-1.30 V电位区间，表观活化能从30.50 kJ/mol降到13.16 kJ/mol。