硫酸铈铵对甲烷磺酸浸镀银结晶过程的影响

摘要

目的探究添加剂硫酸铈铵对铜基材上进行置换镀银的影响,提高对置换镀异相成核机理的认识。方法应用循环伏安(CV)、塔菲尔曲线、交流阻抗(EIS)、电化学噪声(EPN)等电化学方法及扫描电子显微镜(SEM)技术对不同浓度的硫酸铈铵镀银液环境进行研究。结果随着硫酸铈铵浓度的增加,Ag[(NH3)2]^+络合物量增加,导致阴极还原阻力增大,同时Ce^4+吸附在铜表面,阻碍了铜的氧化反应和银离子的还原反应,阳极与阴极交换电流密度分别下降33.9%和13.4%。当硫酸铈铵的质量浓度达到6mg/L时,EIS中频区容抗弧直径显著增大,硫酸铈铵对置换镀银阳极的影响大于阴极。电化学噪声时域信号与SEM图像结合比较显示,具有大电位漂移的结晶EN对应于银沉积物松散且不均匀的结构,而具有小电位漂移的EN对应于致密层。基于小波变换的电化学噪声能量分布图(EDP)表明,随着硫酸铈铵浓度的增加,B、C区累积的相对能量减小,区域A的能量增加。结论硫酸铈铵镀银液中,Ce^4+在凹凸不平的铜层表面吸附,形成不同厚度的吸附层,来实现银层结构的致密性与平整性。由于硫酸铈铵对镀银阴极与阳极的阻碍作用,使得银沉积系统控制步骤为“扩散控制—混合控制—活化控制”逐步转变。