[3]Amutha K Shakkthivel P，Vasudevan T，Eleetrodeposition of Gold from Acidic Thiosulfate—Sulfite Bath Containing EDTA and Citric Acid as Complexing Agents[f]．Elcctroplating and Finishing,2007,26(8)：1-6.
[4]J-Liew M,Sobfi S,Roy S.Charaeterisafion of a Thiosulphate-Sulphite Gold Electrodeposition Process[J].ElectrochimicaActa,2005,51：877-881.
[5]He A,Liu Q,Ivey D G.Electroplating of Gold from a Solution Containing Tri-ammonium Citrate and Sodium Sulphite[J].J Mater Sci:Mater.Electron.2009,20:543.
抗氧化剂对无氰镀金工艺的影响研究
1 引言
镀金层优点：稳定性好、耐变色性强、导电性强、耐腐蚀性强、抗氧化性强，焊性性能好、接触电阻低、可热压合性能好等。广泛应用于电子、仪器、航天等工业领域[1-6]。传统镀金工艺没有加入抗氧化剂使得镀层晶粒粗糙、光泽度差。针对传统镀金工艺中存在的问题进行分析总结和改进，研究出一种性能良好的抗氧化剂（产品代号RS-1212）有效的弥补了传统镀金工艺中存在的缺陷，具有重大意义。
2 实验
2.1 实验原料
镀金液，抗氧化剂等。
2.2 实验仪器
TE214S型电子天平，HH-WO型恒温水浴锅，DHG-9025A型恒温干燥箱，CQ-X5型测厚仪，53655型场发射扫描电子显微镜等。
2.3 实验方法
2.3.1 镀液情况
2.3.2 镀层外观性能测试
镀层外观从表面的色泽、粗糙度和光亮度等方面考虑，目测镀层外观分为四个级别：光亮、半光亮、无光亮及粗糙。
2.3.3 镀液性能测定
1）整平能力
在试样中间画一条划痕，观察镀银层的平整度以判定镀液的整平能力。
2）覆盖能力
采用内孔法测量镀液的覆盖能力，实验采用d=10mm，l=100mm的黄铜管进行镀液的覆盖能力测试。
3）阴极电流效率
采用安时法测量阴极电流效率，根据通过的电量和阴极上沉积金的质量，利用法拉第定律计算阴极电流效率。
4）分散能力
采用霍尔槽测定镀液的分散能力，将试片按照标准Jk电镀15min后，把试片的镀层部分分为8等份，取各中间位置作为测量点，如图1(试片左侧为近阳极)。
用测厚仪分别测量1-6格内中间位置的镀层厚度，按照以下公式计算镀液的分散能力T.P：
T.P=（§1/§j）×100%
式中：§1-1号方格中间位置的镀层厚度，μm；
§j-2-6号任一选定方格中间位置的镀层厚度，μm。
5）稳定性
对新配制的镀液、静置6个月的镀液和施镀56 A.h/L(根据金的消耗量及时补充金盐)的镀液进行对比。
3 结果与讨论
3.1 镀层性能
3.1.1 抗氧化剂对镀层外观的影响
抗氧化剂浓度对镀层外观影响见表2。
从表2中可以看出，当抗氧化剂不足时，镀层外观较差，镀层半光亮，抗氧化效果差，镀液稳定性差。随着抗氧化剂浓度的增加镀层质量明显改善，当抗氧化剂浓度为60ppm时，镀层结晶细致、光亮；当抗氧化剂浓度过高时，镀层高区易出现粗糙现象。因此，镀液中抗氧化剂浓度控制在60ppm左右为宜。
3.1.2 不同抗氧化剂浓度下镀层SEM图分析
抗氧化剂浓度为40ppm的镀层形貌如图a所示，抗氧化剂浓度为50ppm的镀层形貌如图b所示，抗氧化剂浓度为60ppm的镀层形貌如图c所示，抗氧化剂浓度为70ppm的镀层形貌如图d所示，抗氧化剂浓度为80ppm的镀层形貌如图e所示。
从图a和图b中可以看出，当抗氧化剂添加量不足时，导致抗氧化效果差，镀层半光亮，晶粒粗大。从图c中可以看出，当抗氧化剂浓度为60ppm时，晶粒细小，光泽度好。 从图d和图e中可以看出，当抗氧化剂添加量过高时，导致镀层粗糙，晶粒粗大。
3.1.3 结合力性能测试
通常采用淬火法进行结合力测试，将样品放入烘箱加热到300℃，2h后，将样品取出放入冷水中，观察镀层是否存在起泡、脱落等现象。采用上述方法对基体和镀层结合力进行测定，测试结果表明镀金层不存在起泡、脱落现象，结合力好。
3.1.4 焊接性能测试
采用润湿时间法进行焊接性能测试，将8块一定规格的样品先浸以松香异丙醇焊剂，再浸入300℃的熔融焊料中，浸入时间分别控制1-5s，然后取出冷却，检查样品是否全部被润湿，最后以全部被润湿的试样的最短时间，镀层钎焊性在2s以内全部润湿为好，2s以外润湿的为差。采用上述方法进行测试，样品浸入1～2s基本上全部润湿，且锡层均匀，测试结果表明镀金层具有良好的焊接性能。
3.1.5 镀层耐蚀性测试
在直流和脉冲工艺条件下对样品进行耐蚀性测试，将样品镀金层在SO2中分别暴露15、17、19、21h，样品镀金层表面无明显腐蚀现象，测试结果说明镀金层耐蚀性良好。
3.2 镀液性能
3.2.1 镀液整平能力
镀前在样品中央划一条痕迹，实验发现镀后划痕消失，测试结果表明镀液的整平能力良好。
3.2.2 镀液覆盖能力
采用d=10mm，l=100mm的黄铜管测试镀液的覆盖能力。在Jk为0.4A/dm2，t=5min，电镀后切开铜管观察铜管内壁，均有金镀层，测试结果表明镀液的覆盖能力良好。
3.2.3 阴极电流效率
采用安时法测量ηk，测试结果如表3所示，当Jk=0.4A/dm2时，ηk为93.57%。
1）沉积质量计算公式
M理论=MrIt/z26.8
式中：Mr-金属相对原子量；z-电子数；I-电流，A；t-反应时间，h；
2）阴极电流效率计算公式
ηk=（m实际/m理论）×100%
式中：ηk-电流效率，%；m实际-实际析出金质量，g；m理论-理论析出金质量，g；
3.2.4 镀液分散能力
通过霍尔槽法测定镀液的分散能力，测试结果平均为84.83%，如表4所示。
3.2.5 稳定性
通过观察发现新配制的镀液是透明的，呈现微淡黄色，静置6个月后的镀液和施镀后镀液颜色与新配置的镀液无明显差别，无分解、沉淀等现象发生，测试结果说明镀液化学性质稳定。
3.3 镀金液中加入抗氧化剂与未加抗氧化剂电镀金性能及效果对比
加入抗氧化剂与未加抗氧化剂性能对比，如表5所示。
加入抗氧化剂与未加抗氧化剂电镀金效果对比，如图3所示。
图3 加入抗氧化剂与未加抗氧化剂电镀金效果对比图
从a、b中可以看出镀金液中加入抗氧化剂使得后续电镀金结晶更细小，光泽度更好。
4 结论
镀液中加入抗氧化剂可以使得镀层晶粒细小，光泽度更好，防变色能力强，平整性好，结合力好；镀液极化变小，分散能力好，覆盖能力好，稳定性好。
参考文献：
[1]杨潇薇,安茂忠,冯慧峤,等.乙内酰脲无氰电镀金工艺[J].材料保护,201 l,44(10)：45-47.
[2]冯慧峤,杨培霞,张锦秋,等.乙内酰脲无氰电镀金工艺的研究[q]．2010中国重庆第七届表面工程技术学术论坛暨展览会论文集.
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[6]刘海萍,李宁,毕四富,等.无氰化学镀金技术的发展及展望[J].电镀与环保,2007,3:4-7.
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