袁飛剛，郭忠誠(chéng)，陳步明，劉建華

(昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院，云南昆明 650093)

復(fù)合電沉積鉛合金工藝的研究現(xiàn)狀

袁飛剛，郭忠誠(chéng)，陳步明，劉建華

(昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院，云南昆明 650093)

闡述了國(guó)內(nèi)外不同鉛合金的各種電鍍液的研究現(xiàn)狀。重點(diǎn)闡述了鉛-錫合金鍍液、鉛-銀合金鍍液、鉛-錫-銻巴氏合金鍍液、各種鉛復(fù)合沉積鍍液等的組成及性能特點(diǎn)。指出了鍍鉛及鉛合金電解液存在的問(wèn)題，并對(duì)未來(lái)鉛合金電鍍液的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

電沉積;鉛合金;鉛復(fù)合鍍

引 言

用電化學(xué)方法或化學(xué)方法獲得金屬基復(fù)合鍍層的工藝，20世紀(jì)70年代在國(guó)外已成為工業(yè)中應(yīng)用的新技術(shù)，對(duì)解決機(jī)械、航空航天及汽車等工業(yè)部門的摩擦磨損和減摩潤(rùn)滑等問(wèn)題具有重要的應(yīng)用價(jià)值，也收到了較顯著的效果。目前在國(guó)外，金屬基復(fù)合材料鍍層已作為耐磨、耐高溫、減摩及特殊功能等方面獲得了工業(yè)應(yīng)用，而且范圍逐漸擴(kuò)大［1］。由于鉛合金及復(fù)合沉積鉛合金在耐磨性材料、軸承材料和可焊性材料等方面有著廣泛的應(yīng)用，人們對(duì)不同鉛合金的各種電鍍液進(jìn)行了相關(guān)的研究，現(xiàn)就這方面的技術(shù)研究進(jìn)行歸類總結(jié)。

1 常用二元鉛合金鍍液

1.1 錫-鉛合金鍍液

錫-鉛合金鍍層結(jié)晶細(xì)致，具有優(yōu)良的耐蝕性、可焊性和潤(rùn)滑性，因此被廣泛應(yīng)用于汽車和摩托車用線材、板材、接插件、蓄電池、軸承和閥門等部件中［2］。近年來(lái)隨著電子工業(yè)的迅速發(fā)展，錫-鉛合金鍍層廣泛應(yīng)用于電子元器件上。錫-鉛合金鍍層既可用于電氣設(shè)備連接頭上以防止氧化和保證可焊性，也可用在印刷電路板制造工藝上［3］。然而低鉛甚至無(wú)鉛化已成為發(fā)展潮流，因此，一般規(guī)定錫-鉛合金鍍層中鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)低于20%［4］。人們一直致力于研究低鉛或無(wú)鉛的二元或三元錫合金，如Sn-Ag、Sn-Bi、Sn-Zn、Sn-Pb-Bi、Sn-Pb-Sb、Sn-Ag-Cu和Sn-Cu-Bi合金等［5-9］。無(wú)鉛化是一個(gè)長(zhǎng)期而昂貴的工程，低鉛含量的錫-鉛合金鍍層在一段時(shí)期內(nèi)仍有用武之地，況且錫-鉛合金共沉積的優(yōu)越性是其它合金所不能比擬的。以下是幾種比較典型的錫-鉛合金電鍍液。

1)氟硼酸鹽錫-鉛合金鍍液。鍍液配方及工藝條件為［10］9.0g/L 二價(jià)錫，4.2g/L 二價(jià)鉛，120g/L游離氟硼酸，10g/L 硼酸，0.15g/L 吡啶甲酸，0.18 g/L醋酸鉈，0.15g/L鄰氯苯甲醛，0.2g/L水楊醛烷基醚，9g/L環(huán)氧乙烷/壬基酚反應(yīng)產(chǎn)物。其中加入蛋白質(zhì)以獲得光滑的暗鍍層，加入光亮劑可獲得光亮的鍍層［11］。

該鍍液的成分簡(jiǎn)單，雜質(zhì)容忍度大，穩(wěn)定性較好;可調(diào)整溶液中錫、鉛的比例而獲得任何比例的錫-鉛合金鍍層，可焊性強(qiáng)，鍍層外觀好。缺點(diǎn)是氟硼酸具有較強(qiáng)的腐蝕性，氟硼酸鹽劇毒，危害工人身體健康;廢液和廢水處理難，環(huán)境污染比較嚴(yán)重。

2)氨基磺酸鹽錫-鉛合金鍍液。鍍液配方為［12］35～73g/L氨基磺酸錫，14～30g/L氨基磺酸鉛，50～100g/L氨基磺酸，0.5～1.0g/L氧乙基化脂肪酸，1～2g/L磺化乙氧基化合物。常用的添加劑有胨、間苯二酚、聯(lián)苯三酚、明膠、壬基酚或聚烷醇類等［13］。該鍍液無(wú)氟化物污染，廢水處理較容易，對(duì)環(huán)境危害小;以氨基磺酸根為配位劑，使鍍液可在較低酸度下工作;在較高電流密度時(shí)能獲得錫含量高、性能良好的錫-鉛合金鍍層;鍍液導(dǎo)電性高，能獲得平整、光潔的鍍層。但鍍液長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性不好，較易產(chǎn)生硫酸鉛沉淀。

3)檸檬酸鹽錫-鉛合金鍍液。鍍液配方及工藝條件為［14］80～100g/L 檸檬酸，30g/L 氫氧化鉀，80～100g/L醋酸銨，50～70g/L氯化亞錫，2～10 g/L醋酸鉛，50～100mL/L BD-1，14～16mL/L BD-2。其中常用的添加劑為OP乳化劑、酮、醛和BD光亮劑。該鍍液［15］無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，對(duì)環(huán)境友好;穩(wěn)定性高，原料經(jīng)濟(jì)易得;可通過(guò)改變配位劑用量和鍍液中錫、鉛離子的比例而得到不同比例的錫-鉛合金鍍層。但鍍液含有配位劑，廢水處理難;鍍液成分復(fù)雜，生產(chǎn)較難控制。

4)烷基磺酸鹽錫-鉛合金鍍液。鍍液配方及工藝條件為［16］184mL/L烷基磺酸二價(jià)錫鹽，22mL/L烷基磺酸二價(jià)鉛鹽，150mL/L烷基磺酸，15mL/L光亮劑(醛縮苯胺類)，5g/L分散劑OP-15，適量的抗氧化劑。該鍍液于20世紀(jì)80年代初期獲得商業(yè)應(yīng)用，不同系列的添加劑也得到發(fā)展［17］。鍍液主要成分為烷基磺酸、烷基磺酸亞錫、烷基磺酸鉛以及有機(jī)添加劑。文獻(xiàn)［18］報(bào)道了烷基磺酸鹽中的烷基通常含1～5個(gè)碳原子，主鹽在鍍液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不少于10%。主鹽的穩(wěn)定性不受pH影響，不發(fā)生水解;低毒、無(wú)腐蝕性、導(dǎo)電性高，可實(shí)現(xiàn)高速電鍍。

5)甲基磺酸鹽錫-鉛合金鍍液。a.鍍液配方為［19］18g/L 甲基磺酸錫，9g/L 甲基磺酸鉛，150g/L甲基磺酸，0.16mL/L鄰氯苯甲醛，0.1g/L水楊醛烷基醚，0.18g/L吡啶甲酸，10g/L環(huán)氧乙烷/壬基酚反應(yīng)產(chǎn)物，0.1g/L 硝酸鉍。Nobel［11，19］發(fā)明的兩項(xiàng)專利，在以甲基磺酸錫及甲基磺酸鉛為主鹽的鍍液中加入過(guò)量的游離甲基磺酸，可使鍍液具有較高的酸度并保持良好的導(dǎo)電性。Thomson等［20］發(fā)明的專利，鍍液中加入高價(jià)金屬化合物可以減少電鍍過(guò)程中錫淤泥的形成，所以鍍液中加入了硝酸鉍。Toben等［21］發(fā)明的專利，在高速電鍍錫-鉛合金鍍液中，為了防止氧化和起泡，還應(yīng)加入消泡劑。該鍍液低毒，廢水處理較容易，在廢水中化學(xué)需氧量較低，有利于環(huán)保;在酸性、中性及堿性溶液都很穩(wěn)定，在不同的操作溫度下均無(wú)明顯水解，不容易引起金屬離子的氧化;酸度低而具有高導(dǎo)電性，減低能源消耗，運(yùn)行速度較高;錫-鉛合金鍍層成分比例調(diào)節(jié)范圍大，能得到可焊性優(yōu)良、外觀光亮不變色的鍍層。b.鍍液配方為［22-23］20 ～30g/L Sn2+(以甲基磺酸錫加入)，10～20g/L Pb2+(以甲基磺酸鉛加入)，100～140g/L甲基磺酸，40mL/L氯苯甲醛，θ為18～35℃，Jκ為2～4A/dm2，陰極移動(dòng)，不可用空氣攪拌，以免Sn2+被氧化。該鍍液中金屬離子濃度比對(duì)鍍層質(zhì)量和組成有顯著的影響。通過(guò)調(diào)整鍍液中錫、鉛離子質(zhì)量濃度比可得到不同錫、鉛比例的錫-鉛合金鍍層，為了保證鍍液的穩(wěn)定和鍍層的質(zhì)量，必須定期加入甲基磺酸，保證其質(zhì)量濃度為120g/L，以維持鍍液中錫以Sn2+形式存在。同鍍液a相比，該鍍液的成分簡(jiǎn)單，容易控制，穩(wěn)定性較好，得到的鍍層結(jié)合力也較好。

甲基磺酸鹽鍍液電鍍錫-鉛合金，工藝操作簡(jiǎn)單，鍍層質(zhì)量好，應(yīng)用廣泛?？商娲鷤鹘y(tǒng)的氟硼酸鹽鍍液?？梢詮慕档图谆撬岷铣沙杀?、改進(jìn)添加劑性能和加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)等方面入手不斷優(yōu)化鍍液，逐步從低鉛向無(wú)鉛化邁進(jìn)，是電鍍錫合金未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

1.2 銀-鉛合金鍍液

宇航技術(shù)的發(fā)展，需要高可靠性、高穩(wěn)定性的儀器儀表及設(shè)備。從強(qiáng)度、塑性與導(dǎo)熱性等方面指標(biāo)看，用銀制造軸承能夠滿足要求，但純銀鍍層沒(méi)有足夠的潤(rùn)滑性，會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)不靈的現(xiàn)象，為此人們研究鉛合金鍍層，以改善純銀鍍層的性能，其中電沉積銀-鉛合金作為減磨鍍層引起人們的關(guān)注。

1)氰化物酒石酸鹽銀-鉛合金鍍液。鍍液配方及工藝條件為［1］4.0g/L 堿式醋酸鉛，6.0g/L 酒石酸鉛，1.0g/L氫氧化鉀或氫氧化鈉，30g/L氰化銀，22g/L氰化鉀或氰化鈉，40g/L酒石酸鉀，Jκ為1 A/dm2，θ為20 ～30℃，攪拌，陽(yáng)極 96%Ag+4%Pb。鍍液中加入少量的酒石酸能阻止氧化鉛的生成，同時(shí)與氫氧化物存在可以穩(wěn)定銀-鉛合金鍍層的組成及陽(yáng)極的正常溶解。由于鍍層中的鉛隨鍍液中游離氰化物質(zhì)量濃度的增加而增加，所以要控制好鍍液中氰化物的含量，以保證得到合格的銀-鉛合金鍍層。

2)酸性銀-鉛合金鍍液。鍍液配方及工藝條件為［1］25g/L 硝酸銀，100g/L 硝酸鉛，20g/L 酒石酸，Jκ為 0.4 ～1.2A/dm2，鍍液需要攪拌。在該鍍液中可獲得光滑﹑硬而呈白色w(鉛)為5%的銀-鉛合金鍍層。

3)鹵化物銀-鉛合金鍍液。鍍液成分為［1］1～10g/L碘化銀，20g/L醋酸鉛，900g/L碘化鉀，Jκ為0.4A/dm2，θ為26℃。調(diào)整鍍液中主鹽質(zhì)量濃度和操作條件可獲得w(Pb)為0.5% ～88.0%的銀-鉛合金鍍層。所得銀-鉛合金鍍層與基體的結(jié)合力良好，顏色隨鍍層中鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)而變化。

由于氰化物有劇毒，環(huán)境污染比較嚴(yán)重，無(wú)氰鍍液是發(fā)展趨勢(shì)，雖然其它鍍液得到的鍍層的質(zhì)量沒(méi)有氰化物好，但不斷發(fā)展和完善無(wú)氰鍍液是發(fā)展方向。

1.3 銻-鉛合金鍍液

1)甲基磺酸鹽銻-鉛合金鍍液。鍍液配方和工藝條件為［24］184mL/L53% 的甲磺酸鉛溶液，0.06 mol/L檸檬酸銻，基礎(chǔ)電解質(zhì)(70mL/L 70%甲磺酸，0.26mol/L 檸檬酸，5.0g/L 聚乙烯醇，1.7g/L 丁炔二醇，均為分析純)。陽(yáng)極為鉛板，室溫，Jκ為0.5～3.0A/dm2。采用甲磺酸鹽電鍍銻-鉛合金，避免了氟硼酸鹽溶液污染大的缺點(diǎn)，而且甲磺酸在鍍液中有絡(luò)合劑和表面活化作用，使得到的低銻-鉛合金鍍層與純鉛鍍層的色澤一樣，呈暗灰色，平滑致密，鍍層與基體銅網(wǎng)結(jié)合良好。檸檬酸是鉛和銻的絡(luò)合劑，使得鉛和銻同沉積。

2)酒石酸鹽銻-鉛合金鍍液。鍍液配方及工藝條件為［25］171g/L酒石酸銻鉀，165g/L酒石酸，100mL/L 苯磺酸，68.63g/L(PbCO3)2Pb(OH)2，空氣攪拌，θ為40℃，Jκ為1A/dm2。電鍍1h可得到w(Sb)為3% ～4%、δ為30μm的銻-鉛合金鍍層。

在銻-鉛合金鍍液中，甲基磺酸鍍液穩(wěn)定性較好，鍍液可循環(huán)使用，減輕了氟硼酸等鍍液帶來(lái)的環(huán)境污染大問(wèn)題，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)銻、鉛的共沉積，可以得到不同銻含量的銻-鉛合金鍍層，鍍層與基體的結(jié)合力較好。

1.4 鎘-鉛合金鍍液

鍍液配方和工藝條件為［26］220g/L Cd，50g/L Pb，20ml/L HBF4，40g/L NH4FB4，添加劑 RPC、PPC和PCT，Jκ為 2A/dm2。文獻(xiàn)［26-28］研究了溫度、添加劑和攪拌對(duì)極化曲線的影響，以及電位對(duì)鎘含量的影響，并得到了相應(yīng)的規(guī)律。該鍍液可以用直流和脈沖電鍍兩種方式，由于脈沖電鍍脈沖寬度很短、峰值電流密度很大，因而降低了濃差極化、提高了陰極極限電流密度，從而克服直流電鍍的不足，可以提高電流效率和沉積速度，使鍍層結(jié)晶細(xì)密、純度高、均勻性好，延展性、耐磨性及抗腐蝕性增強(qiáng)，提高鍍層質(zhì)量［29］。

1.5 鋅-鉛合金鍍液

鍍液配方及工藝條件為［30］0.32mol/L［Zn2+］+［Pb2+］，c(Zn2+)∶c(Pb2+)=4.5，95mol/L C6H8O7·H2O，氨水(25% ～28%)調(diào) pH=7，θ為 60℃，PZ組合添加劑適量。通過(guò)合成和配制PZ組合添加劑，并控制適當(dāng)?shù)臈l件，可以獲得w(鋅)為80% ～90%的平整致密的鋅-鉛合金鍍層［31］，耐蝕性、耐磨性較好。

1.6 碲-鉛合金鍍液

1)堿性碲-鉛合金鍍液。鍍液配方及工藝條件為［32］0.001mol/L TeO32+(TeO2溶解得到)，0.05 ～0.10mol/L Pb(CH3COO)2，0.053 ～ 0.130mol/L EDTA，pH=9。該鍍液可以在銅或二氧化錫的表面沉積得到碲-鉛合金，隨著Pb EDTA2－的濃度不同，碲-鉛合金的沉積電壓會(huì)不同。

2)酸性碲-鉛合金鍍液。鍍液配方及工藝條件為［33］0.01mol/L HTeO2+(TeO2溶解)，0.05 mol/L Pb2+［Pb(NO3)2］，1mol/L HNO3，Jκ為 0.03 A/dm2，室溫。該溶液可得到光滑、致密的碲-鉛合金鍍層。

1.7 鉛-硫合金鍍液

鍍液配方及工藝條件為［34］0.01mol/L Pb(CH3COO)2，0.1mol/L Na2H2EDTA，0.001mol/L Na2S，pH=8.5，室溫，可以得到鉛-硫的復(fù)合鍍層。

2 常用三元鉛合金鍍液

2.1 鉛-錫-銻巴氏合金鍍液

鍍液配方及工藝條件為［7］100～180g/L Pb(BF4)2;20～60g/L Sn(BF4)2;15～20g/L C4H4KO7Sb·1/2H2O;70～120g/L HBF4(游離);15～20g/L H3BO3;6～10g/L HF(游離);1～3g/L C6H4(OH)2;2～4g/L白明膠，θ為18～35℃，Jκ為1 ～2A/dm2，t為 60 ～90min，陽(yáng)極鉛-錫合金板。其中足量的氟硼酸能保持陽(yáng)極的正常溶解，提高溶液的電導(dǎo)率，使鍍層較為細(xì)致，不利于枝晶的生成，同時(shí)可以防止二價(jià)錫的水解，穩(wěn)定鍍液成分。明膠可以使鍍液穩(wěn)定，防止鍍層結(jié)晶較粗，生成較大枝晶，使得均鍍能力增強(qiáng)。做為抗氧化劑，對(duì)苯二酚能有效地防止二價(jià)錫的氧化。因?yàn)榉鹚崴嵝暂^強(qiáng)，鍍液pH在2以下，鍍層容易氧化，而對(duì)苯二酚的加入能顯著減少鍍層的含氧量，并有細(xì)化晶粒的作用。該鍍液可得到結(jié)晶細(xì)致的Pb-Sn-Sb(62%～92%的鉛，4% ～21%的錫和4% ～17%的銻)三元合金鍍層。

2.2 錫-鉛-鉍合金鍍液

鍍液配方及工藝條件為［8］8 ～15g/L Sn2+，1.2 ～1.8g/L Pb2+，0.5 ～ 0.8g/L Bi3+，35 ～ 45 mL/L SPB-Ⅰ，10 ～20mL/L SPB-Ⅱ，10 ～22mL/L 輔助光亮劑 C，θ為 10 ～20℃，Jκ為0.5 ～6.0A/dm2，陰極移動(dòng) 1～3m/min。電鍍過(guò)程中要控制好ρ(Sn2+)∶ρ(Pb2+)為 9∶1，才能使錫、鉛、鉍實(shí)現(xiàn)共沉積［35］。其中 SPB-Ⅰ為載體光亮劑，SPB-Ⅱ?yàn)橹鞴饬羷┘臃€(wěn)定劑，輔光劑C為輔助光亮劑。由該鍍液得到的錫-鉛-鉍合金鍍層為低鉛低鉍工藝［w(Pb)2% ～12%，w(Bi)0.2% ～1.0%］;錫-鉛-鉍合金鍍層光亮均勻、平整，具有良好的可焊性、抗鹽霧、抗二氧化硫腐蝕等特點(diǎn)，能有效消除錫層長(zhǎng)晶須和低溫同素異形變化;甲磺酸電鍍錫-鉛-鉍合金鍍液穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、鍍液陰極電流效率高、分散能力與深鍍能力好等特點(diǎn)。

2.3 錫-鉛-銦合金鍍液

鍍液配方及工藝條件為［36］35 ～80g/L Sn(BF4)2，18 ～35g/L Pb(BF4)2，2 ～8g/L In(BF4)3，120 ～180g/L HBF4，20 ～30g/L H3BO3，0.6 ～1.5g/L間苯二酚，2～3g/L明膠，20～30mL/L添加劑 A，10～20mL/L添加劑 B，Jκ為 2～3A/dm2，θ為18～25℃，陰極攪拌。施鍍過(guò)程中要控制好鍍液的pH，以及鍍液中的添加劑A和B的量，它們會(huì)影響錫-鉛-銦合金的共沉積和鍍層中銦的含量。該工藝得到鍍層的焊接性能比Sn-Pb合金更好，可以解決電子元件電鍍Sn-Pb合金層耐氧化性能不足的問(wèn)題。

2.4 錫-鉛-銅合金鍍液

鍍液配方及工藝條件為［37］100～110g/L Pb2+，8～10g/L Sn2+，2～3g/L Cu2+，1g/L 添加劑 C，1 g/L添加劑D，Jκ為1.5 ～2.5A/dm2，θ為15 ～20℃。鍍液中的亞錫離子、銅離子和鉛離子是電鍍錫-鉛-銅合金鍍層的主要成分，也是控制合金組成的主要因素。改變Sn2+、Cu2+的質(zhì)量濃度，鍍層中的錫、銅在寬廣的范圍內(nèi)變化。為了保證鍍層具有良好的潤(rùn)滑性，鍍層中的鉛、錫、銅必須控制在一定的比例范圍內(nèi)［w(Sn)為8% ～12%，w(Cu)為1% ～3%］。

2.5 錫-鉛-鈷合金鍍液

鍍液配方及工藝條件為［38］鍍液中 c(Sn)∶c(Pb)為2.81;θ為 20℃。鍍液組成為 55.26g/L Sn(BF4)2;25.62g/L Pb(BF4)2;100g/L HBF4;6 ～10g/L H3BO3;10mL/L OP;1～2g/L聚乙二醇(Mr＞6 000);Co(BF4)2少量;40mL/L DL01;6 mL/L DL03，其中光亮劑(DL01，DL03)是采用容易降解的脂肪伯胺和脂肪醛合成的希夫堿。Co2+是以Co(BF4)2的形式存在于鍍液中，鍍液中少量的Co(BF4)2會(huì)促進(jìn)了Sn2+的沉積。該鍍液在采用不同的電流密度和不同的攪拌速度，以高速電鍍出光亮錫-鉛-鈷合金，具有較好的可焊性和耐蝕性，w(Co)為0.001% ～0.010%的Sn-Pb合金鍍層能長(zhǎng)時(shí)間保持可焊性。

3 復(fù)合鉛合金鍍液

3.1 Pb-WC-ZrO2復(fù)合鍍層鍍液

鍍液配方及工藝條件為［39］150g/L Pb(BF4)2，180g/L HBF4，20g/L H3BO3，20 ～ 30g/L ZrO2，20 ～30g/L WC微粒，v(攪拌)為 500 ～600r/min，Jκ為2～3A/dm2，t為2h。該鍍液可以得到表面硬度、耐蝕性、導(dǎo)電性及耐磨性優(yōu)良的陽(yáng)極材料。

3.2 Al-Pb-PbO2復(fù)合鍍層鍍液

鍍液配方及工藝條件為［40］200～250g/L硝酸鉛，10g/L硝酸，1～2g/L添加劑，θ為50～60℃，Jκ為3 ～4A/dm2，t為1.5 ～2h，攪拌方式采用磁力攪拌。該鍍液可以得到與Al基體結(jié)合力較好、耐蝕性較強(qiáng)的Al-Pb-PbO2復(fù)合陽(yáng)極材料。

3.3 Ti基鉛復(fù)合鍍層鍍液

鍍液配方及工藝條件為［41］100g/L黃色氧化鉛，150g/L酒石酸鉀鈉，55g/L氫氧化鈉，1.3g/L明膠，30g/L WC 微粒(粒度為3μm)，10g/L PANI，θ為25℃，平均 Jκ為 3A/dm2，脈寬 0.3ms，周期1.5 ms，t為1.5h，鍍前采用超聲波分散 30min。在脈沖的條件下可以制備得到電催化活性及導(dǎo)電性能好的Ti-WC-PAIN復(fù)合鍍層，耐蝕性也較好。

3.4 Al-Pb-WC-CeO2復(fù)合鍍層鍍液

鍍液配方及工藝條件為［42］200～250g/L Pb(CH3COO)2，140 ～ 160g/L HBF4，10 ～ 20g/L H3BO3，1 ～3g/L C102H151O39N，40g/L WC 微粒(粒徑為1μm)，5g/L CeO2微粒(粒徑為20～30nm)，0.5 ～1.0g/L CTAB-CDS(陽(yáng)離子活性劑)，正向占空比30%，正向脈沖t為400ms，正向脈沖工作平均Jκ為 12A/dm2，負(fù)向參數(shù)分別為 －10%，100ms，3 A/dm2，θ為40℃。脈沖電流施鍍可以改變電極表面的吸附、擴(kuò)散和雙電層的結(jié)構(gòu)等物理化學(xué)性質(zhì)，得到厚度均勻、表面光滑及催化活性強(qiáng)的復(fù)合鍍層。

3.5 Pb-Pb-MnO2復(fù)合鍍層鍍液

鍍液配方及工藝條件為［43］120～150g/L Pb(BF4)2;30～40g/L HBF4;12～15g/L H3BO3;一定質(zhì)量MnO2微粒;適量添加劑。通過(guò)該鍍液可以得到穩(wěn)定的且MnO2含量較高的PbO2-MnO2復(fù)合鍍層，從而進(jìn)一步降低復(fù)合陽(yáng)極的穩(wěn)定陽(yáng)極電位。

3.6 Pb-Co3O4復(fù)合鍍層鍍液

鍍液配方及工藝條件為［24］60g/L Co2+，150 g/L Pb(NH2SO3)2，100g/L NH2SO3NH4，1g/L 鄰甲苯胺，0.2g/L 膠，Jκ為 0.001A/dm2，空氣攪拌，室溫。電解3h可以在鉛陰極上得到δ為90μm，w(Co)為3%的Pb-Co3O4復(fù)合鍍層。

4 展望

鉛合金根據(jù)性能和用途可分為耐蝕合金、電池合金、焊料合金、印刷合金、軸承合金和模具合金等，應(yīng)用前景非常廣泛。而現(xiàn)應(yīng)用的鉛合金鍍液存在許多問(wèn)題。如鍍液不穩(wěn)定﹑部分有毒性;廢液不好處理易污染環(huán)境;鍍液中的光亮劑和絡(luò)合劑不夠理想等。由于鉛合金電鍍液的成分復(fù)雜，涉及多個(gè)領(lǐng)域，需要各學(xué)科之間的分工合作，開展大量的基礎(chǔ)研究工作，才能有所突破，開發(fā)出更加理想的鍍液。

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Research Status of Lead and Lead Alloy Composite Electrodeposition Techniques

YUAN Fei-gang，GUO Zhong-cheng，CHEN Bu-ming，LIU Jian-hua
(Faculty of Metallurgical and Energy Engineering ，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China)

The research status of all kinds of electroplating baths for lead alloys electroplating are reviewed.The composition and characteristics of lead alloys electrodeposition bath，such as Pb-Sn，Pb-Ag，Pb-Sn-Sb and Pb-Co3O4are mainly described.Finally the existing problems of electrodeposition bath were pointed out，and the further developmental trend of electrodeposition bath was prospected.

electrodeposit;lead alloy;lead composite electroplating

TQ153.2

A

1001-3849(2012)06-0014-06

2011-12-07

2012-01-05

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51004056);云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金項(xiàng)目(2010ZC052)