化學(xué)鍍研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

陳步明， 郭忠誠(chéng)

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

化學(xué)鍍研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

陳步明， 郭忠誠(chéng)

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

化學(xué)鍍作為一種優(yōu)良的表面處理技術(shù)，能夠施鍍于導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料，鍍層均勻，操作簡(jiǎn)便，因此一直受到工業(yè)上和學(xué)術(shù)界的關(guān)注。綜述了化學(xué)鍍的研究現(xiàn)狀和主要化學(xué)鍍層的應(yīng)用領(lǐng)域，包括化學(xué)鍍鎳、化學(xué)鍍銅、化學(xué)鍍鈷、化學(xué)鍍銀、化學(xué)鍍錫、化學(xué)鍍金以及化學(xué)鍍鈀等技術(shù)，并提出了化學(xué)鍍技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

化學(xué)鍍;現(xiàn)狀;研究方向

引 言

化學(xué)鍍由于鍍層本身具有獨(dú)特的優(yōu)良性能，且工藝與其他表面處理技術(shù)相比，化學(xué)鍍不需要外加電源，操作方便、工藝簡(jiǎn)單、鍍層均勻、孔隙率低和外觀良好，而且能在塑料、陶瓷等多種非金屬基體上沉積，并具有優(yōu)良的包覆性(因不用外加電源，凡鍍液能浸到的部位，任何復(fù)雜零件包括微小孔、盲孔都可以獲得均勻的鍍層)，高的附著力、優(yōu)良的抗腐蝕和耐磨性能以及優(yōu)異的功能性能等而使其在世界范圍內(nèi)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用［1］。

1 化學(xué)鍍研究現(xiàn)狀

化學(xué)鍍有3種沉積方式:置換沉積、接觸沉積及還原沉積。迄今為止，化學(xué)鍍的研究焦點(diǎn)已由當(dāng)初的化學(xué)鍍鎳輻射到了多種金屬與合金的鍍覆工藝及原理的研究，如化學(xué)鍍Cu、Co、Ag及Sn等?；瘜W(xué)鍍液采用的還原劑已由單一的甲醛發(fā)展到次磷酸鈉、硼氫化物及聯(lián)氨等。降低化學(xué)鍍的施鍍溫度，不僅可以降低成本，提高鍍液穩(wěn)定性，而且便于加熱時(shí)控制溫度，方便操作，例如中低溫化學(xué)鍍鎳工藝已成為當(dāng)前化學(xué)鍍領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)課題。

隨著化學(xué)鍍的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大以及人們環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，化學(xué)鍍廢液所導(dǎo)致的環(huán)境污染已經(jīng)越來(lái)越受到人們的重視，研究化學(xué)鍍液的凈化和再利用就成了一個(gè)比較時(shí)新的研究方向，并且已取得了一些研究成果［2］。

2 化學(xué)鍍技術(shù)的應(yīng)用

2.1 化學(xué)鍍鎳的應(yīng)用

化學(xué)鍍鎳通常是指化學(xué)鍍Ni-P合金，而實(shí)際上化學(xué)鍍鎳是一個(gè)大家族的統(tǒng)稱，對(duì)于化學(xué)鍍層的選取取決于不同的用途?；瘜W(xué)鍍鎳合金層因種類與成分的差異，使其表現(xiàn)出不同的性能，極大地?cái)U(kuò)充了應(yīng)用領(lǐng)域。

2.1.1 化學(xué)鍍鎳基多元合金

化學(xué)鍍Ni-P合金鍍層隨著磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同(1% ～14%)而分為低磷、中磷和高磷3種，其物理、電學(xué)性能以及表面特征差別很大。此外，在不同條件下對(duì)鍍層進(jìn)行熱處理會(huì)使其性能有較大的改變。w(P)＜8%的Ni-P合金鍍層是鐵磁性的，w(硼)為5%的Ni-B合金鍍層，其鐵磁性較弱，低硼(0.2% ～3.0%)Ni-B合金鍍層最適于工業(yè)應(yīng)用。

化學(xué)鍍鎳基多元合金的研究始于20世紀(jì)70年代初，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出Ni-P合金和Ni-B合金系列。其中Ni-P合金系列較多，已報(bào)道的能夠與化學(xué)鍍Ni-P合金共沉積的元素有 W、Mo、Cr、Cu、Fe、Zn、Co 及Mn等。而能夠與化學(xué)鍍Ni-B共沉積的元素很少，目前僅有Fe、W、Mo及Cu等。這些合金鍍層大都具有優(yōu)良的磁性、硬度及熱穩(wěn)定性等特殊性能［3］。

2.1.2 復(fù)合化學(xué)鍍

復(fù)合化學(xué)鍍是在化學(xué)鍍液中添加固體微粒在攪拌力的作用下，這些固體微粒與金屬或合金共沉積，從而獲得一系列具有獨(dú)特的物理、化學(xué)和機(jī)械性能的復(fù)合鍍層。在化學(xué)鍍Ni-Ce-P合金的基礎(chǔ)上，加入納米TiO2進(jìn)行化學(xué)復(fù)合鍍，以改善合金表面的耐磨、耐腐蝕及抗菌性能。(Ni-P)-WC納米微粒復(fù)合鍍層和(N-P)-ZrO2納米微粒復(fù)合鍍層比Ni-P合金層有更高硬度和耐蝕性能。(Ni-Co-P)-CNTs復(fù)合鍍層是一種良好的微波吸收劑［4］。(Ni-P)-Si3N4納米微粒復(fù)合鍍層比Ni-P合金鍍層的耐磨性提高將近4倍。(Ni-P)-Al2O3納米微粒復(fù)合鍍層中，當(dāng) w(Al2O3)為10.1% 時(shí)，(Ni-P)-Al2O3納米微粒復(fù)合鍍層的硬度較Ni-P合金增大28%，磨損質(zhì)量減少20%以上。與在相同參數(shù)下制備的Ni-P合金，(Ni-P)-SiC，(Ni-P)-CNTs及(Ni-P)-CNTs-SiC 復(fù)合鍍層相比，(Ni-P)-CNTs-SiC納米微粒復(fù)合鍍層表現(xiàn)出最低的摩擦系數(shù)與最好的耐磨性。

2.2 化學(xué)鍍銅的應(yīng)用

化學(xué)鍍銅中用作還原劑的物質(zhì)有甲醛、二甲胺基硼烷(DMAB)、硼氫化物和肼等，其中甲醛價(jià)格低廉，成為最常用的還原劑。20世紀(jì)80年代以后，甲醛的致癌性越來(lái)越受到社會(huì)的關(guān)注，盡管用甲醛作還原劑的化學(xué)鍍銅方法仍占據(jù)主導(dǎo)，但是對(duì)于其替代品的研究已引起人們的重視。H.Honma［5］研究了用乙醛酸替代甲醛作還原劑的化學(xué)鍍銅方法，該方法鍍速高、鍍液穩(wěn)定，能減輕環(huán)境污染。S.Mizumoto［6］發(fā)現(xiàn)，氨基乙酸可替代甲醛，所得鍍層延展性能良好。K.Kondo［7］等研究了三乙醇胺作絡(luò)合劑的化學(xué)鍍銅，以一定比例配成的工作液有很高的鍍速和穩(wěn)定性，在絡(luò)合劑用量與沉積速率關(guān)系中，當(dāng)三乙醇胺、三異丙醇胺用量超過(guò)一定值時(shí)，鍍速會(huì)急劇減小，雖然EDTA的用量對(duì)鍍速的影響不大，但其速率要比三乙醇胺類的小得多。超級(jí)化學(xué)鍍銅是一種不同于一般均勻填充的銅填充形態(tài)，銅在道溝或微孔底部的沉積速率大于在其表面的沉積速率，從而使銅完全填充整個(gè)道溝或微孔，沒(méi)有任何的空洞或縫隙產(chǎn)生。

化學(xué)鍍銅技術(shù)主要用作印制線路板(PCB)孔金屬化和塑料電鍍。PCB孔金屬化的過(guò)程除極少數(shù)用直接電鍍方法外，大多采用化學(xué)鍍銅技術(shù)。無(wú)論是裝飾性還是功能性的塑料電鍍，多數(shù)都需要化學(xué)鍍銅，以保證獲得良好導(dǎo)電性能的底層而最終得到良好的鍍層。與其它塑料表面金屬化的方法相比較，化學(xué)鍍銅是最經(jīng)濟(jì)最簡(jiǎn)單的方法。一些特殊功能的陶瓷要求表面金屬化，一方面解決陶瓷微粒與金屬基體的浸潤(rùn)問(wèn)題，一方面還可以通過(guò)焊接使陶瓷與電子元件相連，以適應(yīng)航空和軍事方面的特殊要求。在影響結(jié)合力的諸多因素中，化學(xué)鍍銅層的物理性質(zhì)，如延展性、抗張強(qiáng)度、內(nèi)應(yīng)力及致密性等具有重要作用［8］。

化學(xué)鍍銅也可以包覆粉末來(lái)制造復(fù)合粉體，例如，化學(xué)鍍的鉬銅復(fù)合材料是由高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度的金屬鉬和高塑性、高導(dǎo)電性的金屬銅所組成的互不相溶的兩相復(fù)合材料，可廣泛應(yīng)用于航天、電子、機(jī)械及電器等工業(yè)部門，特別是一些高技術(shù)的領(lǐng)域?；瘜W(xué)鍍銅聚酯微粉可用做導(dǎo)電填料。粉煤灰空心微粉化學(xué)鍍銅可以作為電磁屏蔽和吸波材料。銅-石墨自潤(rùn)滑金屬基復(fù)合材料是其中一種重要的新型功能材料，由于它既具有較高的導(dǎo)電以及導(dǎo)熱性，又具有較好的耐磨、潤(rùn)滑性，較高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的防咬合性能，用于要求導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐磨、減摩的電接觸零部件材料。

2.3 化學(xué)鍍鈷及鈷合金的應(yīng)用

化學(xué)鍍鈷層的美觀性、耐蝕性、硬度和耐磨性雖不比化學(xué)鍍鎳層好。但化學(xué)鍍鈷層的最大優(yōu)點(diǎn)是具有強(qiáng)磁性，而且具有適合高密度磁記錄的磁性，尤其是Co-P合金膜。磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在2% ～6%鍍膜的結(jié)構(gòu)是P在α-Co中的固溶體，它的磁性能可以通過(guò)鍍液組成及工藝參數(shù)變化予以調(diào)整。Co-P合金膜的矯頹力隨晶粒大小、取向及膜厚等在很寬范圍內(nèi)變化，所以化學(xué)鍍鈷在磁性材料領(lǐng)域具有比較廣泛的應(yīng)用前景。

Co-Ni-P三元合金鍍層是一種高密度磁性膜層，該合金兼具了Ni-P合金和Co-P合金的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的矯頑力、較小的剩磁和優(yōu)良的電磁轉(zhuǎn)換性能，多用于計(jì)算機(jī)磁記錄系統(tǒng)。這種合金鍍層制成的磁盤線密度大，鍍膜硬度高，耐磨性好，為大容量化提供了可能，而且還能增加其使用壽命。

Co-Fe-P合金鍍層也有較好的電磁性能，鍍層的矯頑力和合金中的鐵含量有密切關(guān)系，通常隨鍍層中鐵含量增加，矯頑力明顯下降。Co-W-P合金薄膜材料具有良好的耐蝕性、耐磨性和磁性，可以在不改變剩磁條件下提高矯頑力。Co-Ni-W-P合金鍍層，其磁性能要比Co-Ni-P合金和Co-W-P合金好得多。Co-Zn-P合金鍍層的磁性能比Co-P合金好，當(dāng)Co-Zn-P合金鍍層δ為0.5 μm時(shí)，其矯頑力Hc=1 080 Oe(Co-P合金只有20～50 Oe)，矯形比為 0.6 ～0.7。

化學(xué)鍍Co-Cu-P合金是以化學(xué)鍍Co-P合金為基礎(chǔ)，通過(guò)加入銅離子化學(xué)沉積Co-Cu-P三元合金。由于銅的加入，合金的導(dǎo)電性變好，并有極低的殘磁性，可用于金屬材料的表面防護(hù)、磁盤磁記憶底層及電磁屏蔽層等［9］。

2.4 化學(xué)鍍銀的應(yīng)用

化學(xué)鍍銀層的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能優(yōu)異，可焊性良好，能為其他難焊接的材料提供可焊性。由于幾乎可以在任何金屬及非金屬材料上施鍍，使得化學(xué)鍍銀廣泛用于印刷電路、電子工業(yè)、光學(xué)(鍍鏡子)及裝飾等領(lǐng)域。但是，由于銀價(jià)格昂貴，化學(xué)鍍銀溶液穩(wěn)定性差而限制了它的使用范圍。近年來(lái)的電子工業(yè)領(lǐng)域，大量使用銀的微細(xì)粉末作為導(dǎo)電膠或者電磁波屏蔽涂料的導(dǎo)電填料。盡管Ag價(jià)格昂貴，但與Ni、Fe及Cu相比，Ag具有優(yōu)良的耐氣候性和導(dǎo)電性，因此工業(yè)上大量的使用Ag，此外銀還常用作催化劑、抗菌劑等材料［10］。

2.4.1 印制線路板化學(xué)鍍銀

印制線路板(PCB)浸鍍銀具有優(yōu)良的可焊性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，被認(rèn)為未來(lái)最有希望取代熱風(fēng)整平的新工藝。印刷電路板的化學(xué)鍍銀工藝一般包括脫脂、微蝕、酸洗、化學(xué)鍍銀及防變色處理。鍍液添加劑有硫脲、氨基羧酸、聚胺、羥基羧酸和聚羧酸等。鍍液適合于制備印刷電路板、半導(dǎo)體集成電路或電阻器等產(chǎn)品。該鍍液穩(wěn)定性好，鍍層有很好的外觀。

2.4.2 金屬粉體化學(xué)鍍銀

復(fù)合金屬粉末可改變單一金屬粉末的表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在金屬粉體上鍍銀制備出的復(fù)合粉體可以作導(dǎo)電漿料、工業(yè)催化劑及電磁屏蔽材料等。目前報(bào)道的主要有鍍銀銅粉、鍍銀鋁粉和鍍銀鎳粉。

對(duì)銅粉表面鍍銀制成復(fù)合粉體既可解決銀的遷移問(wèn)題(抗遷移能力較普通銀粉導(dǎo)電涂料提高近百倍)，又可提高銅粉的導(dǎo)電性和抗氧化性能，相對(duì)于單一的銀粉，降低了生產(chǎn)成本。因而銀包銅粉可以部分代替銀粉，在導(dǎo)電填料、催化劑、導(dǎo)電油墨、橡膠及抗菌材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

鋁粉密度小、延展性好、色澤光亮，鋁粉在空氣中容易氧化，在鋁粉表面化學(xué)鍍銀可以制得鍍銀鋁粉，解決了鋁的氧化問(wèn)題，同時(shí)提高了它的導(dǎo)電性，在電子、航空等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。

片狀鎳粉具有很好的電磁屏蔽性能，作為一種優(yōu)良的屏蔽材料在軍事和民用工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。鍍銀鎳球形粉主要用作彈性樹(shù)脂系統(tǒng)的填充料，生產(chǎn)高性能射頻干擾和電磁干擾屏蔽用導(dǎo)電墊片，以及要求具有良好導(dǎo)電性能的其它產(chǎn)品。其控制粒度與規(guī)則幾何球形相結(jié)合也有利于生產(chǎn)導(dǎo)電粘合劑。銀包鎳粉在低溫聚合物導(dǎo)體漿料中的應(yīng)用可以使成本降低三分之二。

2.4.3 非金屬粉體化學(xué)鍍銀

近年來(lái)，在各種非金屬纖維、微球等粉體材料上施鍍成為研究的熱點(diǎn)之一。非金屬粉體主要可分為無(wú)機(jī)非金屬粉體和高分子粉體。表面鍍銀的非金屬粉體與材料具有良好的相容性和結(jié)合力，用作導(dǎo)電填料，具有質(zhì)輕、導(dǎo)電導(dǎo)熱性良好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在航空航天工業(yè)中可用作電磁波屏蔽材料和電子工業(yè)中用作抗電磁波干擾材料。

2.5 化學(xué)鍍錫的應(yīng)用

化學(xué)鍍錫主要有3種方法，即置換法、接觸法和還原法?；瘜W(xué)鍍方法相對(duì)其它方法，無(wú)論是鍍層質(zhì)量，還是經(jīng)濟(jì)效益，都有一定的優(yōu)勢(shì)，在電子元器件以及PCB板的錫及錫基合金鍍覆方面，有很好的發(fā)展前途，針對(duì)電子元件及印刷板等形狀復(fù)雜的工件，化學(xué)鍍也有獨(dú)特的優(yōu)越性。用還原劑在自催化活性表面實(shí)現(xiàn)金屬沉積的方法是唯一能用來(lái)代替電鍍法的濕法沉積過(guò)程［11］。

2.5.1 印制線路板化學(xué)鍍錫

隨著 PCB表面涂覆工藝、表面安裝技術(shù)(SMT)、集成電路(IC)技術(shù)高速發(fā)展和國(guó)際環(huán)境保護(hù)的要求，對(duì)表面涂覆性能和PCB制作環(huán)境保護(hù)要求越來(lái)越高，國(guó)際環(huán)境保護(hù)要求將在2005年內(nèi)實(shí)現(xiàn)消除含鉛的熱風(fēng)整平表面涂覆工藝，同時(shí)熱風(fēng)整平表面涂覆工藝不能滿足PCB向高密度、高平整化更小孔徑、更小焊盤進(jìn)步的要求。因此化學(xué)鍍錫應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)取代熱風(fēng)整平表面涂覆綠色化的最重要的手段之一。此外，化學(xué)鍍錫新工藝可在60～70℃下施鍍，不僅具有工作溫度低、鍍層厚度均勻、鍍液穩(wěn)定、操作方便及可焊性好等優(yōu)點(diǎn)，而且無(wú)鉛的表面處理能符合環(huán)保的要求。

2.5.2 化學(xué)鍍可焊性錫合金

鉛-錫合金鍍層可焊性好，用于電子和電器工業(yè)中替代成本較高的金鍍層。同時(shí)鉛-錫合金具有抗腐蝕作用也作為一種防腐蝕手段應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)?；瘜W(xué)鍍鉛-錫合金的優(yōu)點(diǎn)諸如分散能力好，鍍層厚度均勻致密無(wú)孔等，使其應(yīng)用范圍更為寬廣。

Sn-Ag合金鍍層外觀為銀白色，與基體的結(jié)合力優(yōu)良，鍍液的耐高溫性和穩(wěn)定性好;化學(xué)鍍Sn-Bi合金鍍層外觀和結(jié)合力良好，合金鍍層組成適宜。兩者都適用于小型化、復(fù)雜化和多針化的印制板、TAB和連接器等電子部件的表面可焊性精飾。

2.6 化學(xué)鍍金的應(yīng)用

化學(xué)鍍金層由于其優(yōu)良的性質(zhì)主要應(yīng)用于電子元器件、光學(xué)儀器及首飾等裝飾品。隨著電子工業(yè)和空間技術(shù)的發(fā)展，化學(xué)鍍金越來(lái)越受到重視。胡傳炘［12］曾對(duì)化學(xué)鍍金的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，鍍金層性能優(yōu)良并且操作工藝簡(jiǎn)單，半導(dǎo)體的管芯、管座和其它電子元器件均采用了化學(xué)鍍金工藝?；瘜W(xué)鍍金可鍍?cè)诓煌幕纳希缃饘?、陶瓷、玻璃、木材以及納米材料等，可對(duì)基體進(jìn)行改性，但主要是鍍?cè)阢~、鎳和柯伐合金基體材料上［13］。

2.7 化學(xué)鍍鈀的應(yīng)用

由于鈀的催化活性強(qiáng)，化學(xué)鍍鈀能用許多種還原劑使之自催化沉積。目前，廣泛使用的還原劑有肼及其衍生物、次磷酸鹽、亞磷酸鹽、磷酸鹽、甲醛及硼烷等。化學(xué)鍍鈀層以優(yōu)異的表面耐蝕、耐磨性能、低接觸電阻和優(yōu)良的釬焊性廣泛地應(yīng)用于多種領(lǐng)域。此外，鈀以其較好的抗氫脆能力、高的氫溶解性和氫在晶體結(jié)構(gòu)中的較大流動(dòng)性及優(yōu)良的催化性能和抗氧化能力，使其被優(yōu)先采用，而成為最常用的氫滲透膜［14］。

3 化學(xué)鍍技術(shù)展望

化學(xué)鍍的發(fā)展方向，一是原有化學(xué)鍍工藝的進(jìn)一步完善和提高，另一方面是具有商業(yè)價(jià)值的新領(lǐng)域以及具有超功能性的新材料出現(xiàn)后所帶來(lái)的化學(xué)鍍技術(shù)的新應(yīng)用。近年來(lái)化學(xué)鍍技術(shù)研究主要集中在以下領(lǐng)域。

3.1 化學(xué)鍍多元合金

化學(xué)鍍多元合金是Ni、Cu、Ag、Sn以及Co等元素與其它元素合金的這種鍍層有很好的發(fā)展前景，因?yàn)樗鼈兛梢允瑰儗泳哂懈叩挠捕取⒛湍バ浴⒋呋钚院蜔岱€(wěn)定性等。例如，化學(xué)鍍鎳多元合金可以在Ni-P合金中加入銅、鈷和鎢來(lái)改善其性能。這種多元合金鍍層的市場(chǎng)發(fā)展還比較慢，主要原因是多元合金化學(xué)鍍工藝比Ni-P合金難控制，隨著自動(dòng)控制應(yīng)用的增長(zhǎng)和應(yīng)用更先進(jìn)的工藝技術(shù)，化學(xué)鍍多元合金必將成為化學(xué)鍍的未來(lái)發(fā)展方向。

3.2 激光增強(qiáng)化學(xué)鍍

將激光技術(shù)與化學(xué)鍍技術(shù)結(jié)合在一起，具有若干突出的優(yōu)點(diǎn)，主要包括:1)高度選擇性;2)超常規(guī)鍍速;3)可在任何基體上沉積金屬;4)可獲得各類金屬線條圖形。這種技術(shù)為微電子工業(yè)提供了進(jìn)一步縮小布線寬度的有效途徑，可應(yīng)用于大規(guī)模集成電路和其它微電子器件的制作和修補(bǔ)。但是激光增強(qiáng)化學(xué)鍍?nèi)匀恍枰獙?duì)基體進(jìn)行活化等前處理，且設(shè)備比較昂貴，制約了其工業(yè)應(yīng)用，還有待進(jìn)一步深入研究。

3.3 超聲波化學(xué)鍍

超聲波化學(xué)鍍是化學(xué)鍍中新興的研究方向之一，縱觀化學(xué)鍍的發(fā)展，新的工藝和方法不斷涌現(xiàn)，對(duì)它的報(bào)道日益增多;但要使超聲波最優(yōu)化地作用于化學(xué)鍍中，使化學(xué)鍍的工藝溫度更低，沉積速度更快，獲取性能更加優(yōu)良的鍍層，仍有待于進(jìn)一步研究改進(jìn)。

3.4 粉體化學(xué)鍍

粉體化學(xué)鍍克服了其它成形方法因顆粒幾何形貌造成的包覆層不均的問(wèn)題。因?yàn)榛瘜W(xué)鍍具有優(yōu)異的均鍍能力，克服了機(jī)械混合法混合不均和溶膠凝膠(Sol-gel)法在還原金屬氧化物時(shí)晶粒易長(zhǎng)大等缺點(diǎn)。另外，粉體上的金屬鍍層能賦予粉體新的功能，如抑制粉體的分解，提高粉體的耐蝕性、導(dǎo)電性，使粉體具有美麗的外觀等。

粉體化學(xué)鍍與塊狀大尺度材料的化學(xué)鍍既有相同之處，又有很多的不同。其相同之處表現(xiàn)在鍍液組成、鍍覆工藝基本相同。粉體化學(xué)鍍必須要采用機(jī)械或空氣攪拌，以防止顆粒團(tuán)聚嚴(yán)重而沉積。目前粉體化學(xué)鍍通常存在鍍液的自分解;此外，粉體在鍍覆過(guò)程中必須良好分散，才能均勻鍍覆，因而分散成為粉體化學(xué)鍍非常重要的一環(huán)。除了攪拌外，還有用加分散劑的辦法對(duì)粉體進(jìn)行分散。在粉體化學(xué)鍍過(guò)程中，若采用常規(guī)組成的化學(xué)鍍液，得到的鍍層粗糙、致密性差，鍍液自分解現(xiàn)象嚴(yán)重。解決方法有降低鍍液溫度、加入添加劑抑制反應(yīng)、大幅降低單位鍍液的處理量等，但采用上述方法，就難以兼顧生產(chǎn)規(guī)模、成本，以獲得品質(zhì)穩(wěn)定的產(chǎn)品。因此，粉體化學(xué)鍍的實(shí)用化比較困難，有待于進(jìn)一步研究。

3.5 多層化學(xué)鍍

化學(xué)鍍銀織物具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和電磁波屏蔽性能。但鑒于金屬銀昂貴的價(jià)格，很大程度上影響著化學(xué)鍍金屬化織物的成本。因此，在保證化學(xué)鍍織物導(dǎo)電和電磁波屏蔽性能的基礎(chǔ)上，如何降低化學(xué)鍍金屬化織物的成本就成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注的問(wèn)題。同時(shí)，采用化學(xué)鍍的方法，在基體表面形成多層復(fù)合型的鍍覆層，還能改善設(shè)備的抗氧化、耐腐蝕和耐候性等。多層化學(xué)鍍織物無(wú)論是在導(dǎo)電性，還是在電磁波屏蔽性能方面都優(yōu)于單層化學(xué)鍍織物。

3.6 稀土化學(xué)鍍

稀土元素具有較大的原子半徑和特殊的電子結(jié)構(gòu)，因而具有良好的物理、化學(xué)、電、磁和光學(xué)性能。在材料制備和加工過(guò)程中，添加稀土可明顯提高產(chǎn)品性能和工藝條件，被譽(yù)為優(yōu)異的多功能添加劑。20世紀(jì)90年代中期，我國(guó)固體薄膜研究工作者充分利用稀土的特殊性質(zhì)和功能，在傳統(tǒng)的化學(xué)鍍液中添加適宜種類和適量的稀土元素，促進(jìn)了化學(xué)鍍工藝的效果并改善了鍍層薄膜的物理、化學(xué)和磁性能，從理論上對(duì)稀土促進(jìn)化學(xué)鍍的物理和化學(xué)行為進(jìn)行了探索和研究。目前，該領(lǐng)域的研究正朝著實(shí)踐與理論方面開(kāi)展。

3.7 復(fù)合化學(xué)鍍

復(fù)合化學(xué)鍍是分散粒子與基質(zhì)金屬共沉積形成的鍍層。復(fù)合粒子可以提高鍍液穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)鍍液進(jìn)行改性，獲得許多具有特殊性能的復(fù)合鍍層，如硬質(zhì)復(fù)合粒子的耐磨復(fù)合鍍層、含固體潤(rùn)滑粒子自潤(rùn)滑減摩復(fù)合鍍層、含稀土元素的耐腐蝕復(fù)合鍍層等。復(fù)合化學(xué)鍍技術(shù)在復(fù)合材料的制造中展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，適用于很多單金屬鍍層或合金鍍層無(wú)法勝任的場(chǎng)合，在石油化工、電子計(jì)算機(jī)、航空及汽車等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。納米復(fù)合粒子和具有多種特殊性能的多元復(fù)合鍍層的研究成為主要發(fā)展方向［15］。

［1］姜曉霞，沈偉.化學(xué)鍍理論及實(shí)踐［M］.北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2000:3-4.

［2］陳曙光，劉君武，丁厚福.化學(xué)鍍的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用及展望［J］.熱加工工藝，2000，(2):43-45.

［3］賈韋，宣天鵬.化學(xué)鍍鎳在微電子領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景［J］.稀有金屬快報(bào)，2007，26(3):1-6.

［4］劉家琴，葉敏，吳玉程，等.Ni-Co-P/CNTs復(fù)合微波吸收劑的制備及表征［J］.兵器材料科學(xué)與工程，2009，32(2):21-24.

［5］Honama H，Kobayashi T.Electroless Copper Deposition Presence Using Glyoxylic Acid as a Reducing Agent［J］.Journal of the Electrochemical Society，1994，141(3):730-733.

［6］Mizumoto S，Nawatune H.Mechanical Properties of Copper Deposits from Electroless Plating Baths Containing Glycine［J］.Plating and Surface Finishing，1986，76(12):48-51.

［7］Kondo K，Ishikawa J，Takenaka O，et al.Electroless Copper Plating in the Presence of Excess Triethanol Amine［J］.Journal of the Electrochemical Society，1990，137(6):1859-1860.

［8］鐘三子，馮建中，黃君濤.化學(xué)鍍銅的研究進(jìn)展［J］.廣東化工，2009，36(8):96-97，119-120.

［9］屠振密，李寧，黎德育，等.化學(xué)鍍鈷-磷基多元合金的研究現(xiàn)狀［J］.表面技術(shù)，2003，32(1):15-18，21.

［10］梅冰，喬學(xué)亮，邱小林，等.粉體化學(xué)鍍銀的研究進(jìn)展［J］.材料保護(hù)，2006，39(12):41-44.

［11］趙杰，李寧，傅石友.化學(xué)鍍錫反應(yīng)歷程的研究進(jìn)展［J］.電鍍與涂飾，2006，25(8):44-47.

［12］胡傳炘.表面處理技術(shù)手冊(cè)［M］.北京:北京工業(yè)大學(xué)出版社，1997:293-294.

［13］劉海萍，李寧，畢四富，等.無(wú)氰化學(xué)鍍金技術(shù)的發(fā)展及展望［J］.電鍍與環(huán)保，2007，27(3):4-7.

［14］康新婷，談萍，葛淵，等.化學(xué)鍍鈀復(fù)合膜研究進(jìn)展［J］.稀有金屬材料與工程，2008，(A04):580-585.

［15］宿輝，曹茂盛，王正平.納米粒子化學(xué)復(fù)合鍍的研究進(jìn)展［J］.電鍍與精飾，2004，26(2):12-15，30.

Current Research Status and Development Trends of Electroless Plating

CHEN Bu-ming，GUO Zhong-cheng(Faculty of Metallurgical and Energy Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，China)

As a fine surface treatment technology，electroless plating can yield uniform deposits on surface of conductor and non-conductive material，and the operation is easy，so it has been got great attention by industry and academia.In this paper，current research status of electroless plating and applications of main electroless plating coating such as Ni，Cu，Co，Ag，Sn，Au and Pd electroless coatings are reviewed，development trends of electroless plating is also indicated.

electroless plating;status;research trend

TG153.19

A

1001-3849(2011)11-0011-05

2011-04-27

2011-05-30

國(guó)家自然科學(xué)基金(510004056)