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新刊到丨电镀与涂饰·2020年23期(12月上,总第39卷377期)

   编辑部 2020-12-30 410
核心提示:【本期论文目次摘要】镀覆技术DOI:10.19289/j.1004-227x.2020.23.001节能环保磁场诱导电沉积制备镍钨合金薄膜马凤萍,曹兵,张子
 

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本期论文目次·摘要】

镀覆技术

DOI:

10.19289/j.1004-227x.2020.23.001

节能环保磁场诱导电沉积制备镍钨合金薄膜

马凤萍,曹兵,张子健,周立松(唐山职业技术学院;唐山市环境监控中心)

摘要:为了提高电沉积镍钨合金薄膜的沉积速率和降低能耗,使用了磁场诱导电沉积技术。研究了垂直于电场的磁场对镍钨合金电沉积时的电流、速率以及镀层形貌和结构的影响。结果发现,磁场和电场相互作用产生的磁流体力学效应有利于增大极化电流,提高沉积速率和细化合金晶粒。0.8 T 磁场作用下,镍钨合金的沉积电流增加了30%,沉积质量提高了40%。电沉积镍钨合金为Ni17W3 结构。在磁场作用下,镀态镍钨合金的显微硬度明显提升。

关键词:镍钨合金薄膜;电沉积;磁场;磁流体力学效应;显微硬度

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.002

基于微波印制电路板表面图形面积比的归一化电流计算方法及其电镀实践

戴广乾,曾策,谢国平,阳晓明,边方胜,易明生(中国电子科技集团公司第二十九研究所)

摘要:基于微波印制电路板“背面与正面镀金面积比不同,镀层生长速率也不同”的事实,引入了镀层厚度相对生长系数T 的概念,对电镀总面积、总电流进行归一化处理和计算,建立了基于归一化电流电镀的方法。基于正反面镀金面积比,对多种微波印制电路进行筛选和分组,并在归一化电流下电镀,避免了传统方法电镀时微波印制电路板正面金层严重超标问题,金盐总消耗降幅约40%。

关键词:微波印制电路板;电镀金;归一化电流;厚度;面积比;金盐消耗

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.003

有机添加剂对硫酸盐体系镀铜电化学行为和镀层表面状态的影响

向静,刘璐,杨文耀,徐勇刚,盛文静,阮海波,王翀,陈苑明,何为,赵勇(重庆文理学院电子信息与电气工程学院;电子科技大学材料与能源学院;重庆航凌电路板有限公司)

摘要:在由75 g/L CuSO4·5H2O、220 g/L 浓硫酸和70 mg/L Cl−组成的基础镀液中加入有机添加剂聚乙二醇(PEG 8000)和聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS),通过恒电流测试、阴极极化曲线测试、循环伏安测试和电化学阻抗谱(EIS)测试研究了PEG 8000 和SPS对铜电沉积电化学行为的影响,并采用扫描电镜(SEM)和X 射线衍射仪(XRD)分析了所得铜镀层的表面微观形貌和晶面取向。结果表明,镀液中单独加入200 mg/L PEG 8000 时,铜电沉积被抑制,镀层的致密性提高,但外观变化不大。镀液中同时加入200 mg/L PEG 8000 和1 mg/L SPS 后铜电沉积加快,镀层平整性和致密性提高,外观均匀、光亮,能够满足封装基板对铜层外观的要求。

关键词:封装基板;电沉积铜;聚乙二醇;聚二硫二丙烷磺酸钠;电化学行为;表面状态

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.004

铝合金基体缺陷对其表面化学镀镍综合性能的影响

孙雪松,沈岳军,康鑫(贵州航天电器股份有限公司)

摘要:以镀层外观、厚度、孔隙率、耐硝酸浸泡时间、耐中性盐雾性能及微观形貌为评价指标,探讨了铝合金基体来料存在腐蚀、“胶”(防腐剂残留物)、滚纹裂纹以及刀痕缺陷对化学镀镍综合性能的影响。结果表明,铝合金基体存在一定程度的腐蚀只会影响镀层外观,不影响其他性能;零件表面存在胶状物不仅影响镀层外观,而且造成漏镀,影响镀层综合性能;滚纹零件存在裂纹的话,镀层耐蚀性和孔隙率会受到影响;刀痕严重的零件施镀后,镀层的孔隙沿刀痕分布,耐蚀性不合格。

关键词:铝合金;化学镀镍;锈蚀;刀痕;裂纹;孔隙率;耐蚀性

表面技术

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.005

MXene 在锂硫电池隔膜中的应用

郭林莉,张新,肖敏,王拴紧,韩东梅,孟跃中(中山大学化学工程与技术学院;广东省低碳化学与过程节能重点实验室/光电材料与技术国家重点实验室,中山大学材料科学与工程学院)

摘要:为了抑制锂硫(Li–S)电池中多硫化物的穿梭效应,制备了二维MWCNTs/MXene 修饰的PP(聚丙烯)隔膜。以其组装的锂硫电池在0.5C 下具有1 317.4 mA·h/g 的初始放电比容量;经过100 圈充放电循环后,保留了580 mA·h/g 的放电容量,容量保持率为59.87%。

关键词:锂硫电池;多壁碳纳米管;过渡金属碳化物和碳氮化物;隔膜;多硫化物;穿梭效应

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.006

SPE 电解水用钛双极板表面氮化物涂层的制备与评价

毕俊,柳小祥,杨金梦,王冬冬,刘高阳,王新东(北京科技大学冶金与生态工程学院)

摘要:采用PIRAC(粉末埋入反应辅助涂覆)氮化工艺在钛双极板表面制备一层氮化物防护涂层,研究了氮化温度对涂层的微观形貌、相组成,以及在模拟SPE 电解水环境下耐蚀性、稳定性和导电性的影响。结果表明,涂层表面呈现颗粒状形貌,涂层内主要是TiN、Ti2N 和α-Ti 三相。氮化样品的耐蚀性得到明显提高,其中900 °C 氮化的样品在SPE 电解水阳极高电位作用下的耐蚀性与基体相当。氮化后样品的界面接触电阻降低至3.5 ~ 4.2 mΩ/cm2,在一定程度上会降低电解槽的欧姆损耗。在1.6 ~ 1.8 V电位范围内10 h 的恒电位测试结果验证了氮化物涂层在高电位下的稳定性。

关键词:固体聚合物电解质;电解水;钛双极板;氮化物涂层;粉末埋入反应辅助涂覆;耐蚀性;稳定性;界面接触电阻

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.007

6063 铝合金碱性铈−钼化学转化工艺及膜层组织结构

陆岑,张凯,穆松林,杜军,郭民城(华南理工大学材料科学与工程学院;广东省建筑科学研究院集团股份有限公司)

摘要:Ce(NO3)3Na2MoO4为成膜主盐,乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为配位剂,在碱性条件下对6063 铝合金进行化学转化处理。研究了转化液pH、温度和转化时间对Ce–Mo 转化膜耐蚀性的影响,得到较优的工艺参数为:Ce(NO3)3·6H2O 6 g/LNa2MoO8 g/LEDTA-2Na 4 g/L,尿素18 g/LNa2CO5 g/LpH 8.5,温度80 °C,时间20 min。所得Ce–Mo 转化膜呈墨绿色,均匀、致密,主要由Al、Ce 和Mo 的氧化物组成,耐性硫酸铜点滴时间约为95 s。

关键词:铝合金;碱性;化学转化;铈;钼;耐蚀性;组织结构

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.008

AZ91D 镁合金无铬化学转化膜的性能

王向荣(上海市普陀区绥德路789 号)

摘要:采用由钛盐、无机酸和有机酸组成的溶液,在AZ91D 镁合金表面制备了无铬化学转化膜。用附带能谱仪的扫描电子显微镜和X 射线光电子能谱仪研究了转化膜的形貌和成分,通过极化曲线和盐雾试验评定转化膜的耐蚀性,采用划格试验检测转化膜的结合力,考察了不同pH 的化学转化溶液在0 °C 和40 °C 条件下的稳定性。结果表明,所得到的灰白色化学转化膜主要成分为铝、镁和钛,其耐蚀性和结合力良好,最佳的pH 范围是5.5 ~ 6.5。

关键词:铸造镁合金;无铬化学转化膜;耐蚀性;结合力

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.009

钝化膜结构对镀锡板表面润湿性的影响

兰剑,李建中(宝山钢铁股份有限公司镀锡板厂;东北大学冶金学院)

摘要:通过水接触角测试、X 射线光电子能谱分析和热重分析,研究了钝化膜的铬含量和结构变化对镀锡板表面润湿性的影响。结果表明,高Cr 含量的钝化膜对镀锡板表面的润湿性有利。探讨了烘烤温度对镀锡板表面结构和润湿性的影响。当烘烤温度为400 °C 和500 °C 时,镀锡板的润湿性得到改善。

关键词:镀锡板;钝化膜;组织结构;润湿性

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.010

集成电路铜膜化学机械抛光台阶高度修正能力的研究

杨程辉,牛新环,周佳凯,王建超,霍兆晴,卢亚楠(河北工业大学电子信息工程学院,天津市电子材料与器件重点实验室)

摘要:为了有效提高集成电路铜布线层铜膜在化学机械抛光(CMP)过程中的台阶高度修正能力,在由胶体二氧化硅(平均粒径为100 nm)0.5%(质量分数)、甘氨酸2%(质量分数)和FAOA 非离子表面活性剂5mL/L 组成的基础碱性抛光液(pH = 8.5)中加入不同质量分数的H2O2 和1,2,4−三氮唑(TAZ)。研究了H2O2和TAZ 的配比对铜膜CMP 台阶高度修正能力的影响。结果表明,H2O2 过量时,不仅不利于提高铜膜表面台阶高度修正能力,反而会起到反作用。适当增大TAZ 的用量则对台阶高度的修正能力有积极的效果。含0.3% H2O2和0.003% TAZ 的抛光液对铜膜表面台阶高度的修正能力高达1 186 Å,效果最佳。

关键词:化学机械抛光;铜膜;双氧水;1,2,4−三氮唑;修正能力

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.011

碱性抛光液中铜和钽CMP 的去除速率控制和电偶腐蚀研究

李灿,潘国峰,胡连军,王辰伟,刘佳,张鑫博,回广泽(河北工业大学电子信息工程学院;天津市电子材料与器件重点实验室)

摘要:研究了不同浓度的高碘酸钾(KIO4)和配位剂柠檬酸钾对Cu 和Ta 的去除速率及腐蚀电位差的影响。由化学机械抛光(CMP)实验结果可知,随着KIO4 浓度的提高,Cu 的去除速率一直上升,而Ta 的去除速率先上升后下降。在pH 为10 的情况下,当柠檬酸钾为30 mmol/L,KIO4为3 mmol/L 时,Cu 和Ta 的去除速率分别为31.3 nm/min 和58.8 nm/min。柠檬酸钾与KIO4 的协同作用能够明显提高Ta 的去除速率,有利于更好地实现Cu 和Ta 去除速率的选择性,但此时Cu 和Ta 之间的腐蚀电位差高达186 mV。为了改善Cu 和Ta 抛光后的表面形貌,尝试加入表面活性剂十二烷基硫酸铵(ADS)。当ADS 的添加量为15 mL/L 时,Cu 和Ta 的去除速率非常接近,分别为46.4 nm/min 和49.6 nm/min。模拟CMP 过程的动态电化学测试结果显示此时Cu 和Ta之间的腐蚀电位差只有11 mV,表明加入ADS 能够较好地减轻Cu 和Ta 之间的电偶腐蚀。

关键词:铜;钽;化学机械抛光;去除速率;高碘酸钾;十二烷基硫酸铵;腐蚀电位;电偶腐蚀

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.012

活化过硫酸钾氧化法对提高钌CMP 去除速率的作用

王超,周建伟,王辰伟,张雪(河北工业大学电子信息工程学院;天津市电子材料与器件重点实验室)

摘要:针对Cu 互连集成电路中新型阻挡层金属材料钌(Ru)在化学机械抛光(CMP)中去除速率低的问题,在SiO2–KIO4 体系抛光液中研究了硫酸钾(K2SO4)、硝酸钾(KNO3)和过硫酸钾(K2S2O8)对钌去除速率的影响。结果表明,在钾离子浓度相同的条件下,3 种钾盐都可以提高Ru 的去除速率,其中K2S2O8的提升效果最明显,抛光后Ru 的表面粗糙度也最小。

关键词:钌;化学机械抛光;过硫酸钾;去除速率;表面粗糙度

环保技术

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.013

广东省电镀行业“十三五”期间清洁生产水平评估与分析

蔡思彤,尹倩婷(广东省环境科学研究院)

摘要:基于“十三五”期间在广东省清洁生产验收管理平台上完成清洁生产审核的469 家电镀企业的数据,汇总分析了广东省电镀行业清洁生产审核完成情况、清洁生产水平、经济与环境效益等方面情况,并通过对比全省各地市,专业园区(基地)与非园区的清洁生产开展情况,提出有关建议,为“十四五”行政主管部门推行电镀行业清洁生产审核工作提供参考。

关键词:电镀行业;清洁生产;绩效评价

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.014

含铬混合废水的净化技术及资源化利用现状

全英聪,吕晋芳,童雄(昆明理工大学国土资源工程学院;省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室)

要:以常见镍铬、镍铜铬、锌铬、锌镍铜铬和钒铬混合废水为研究对象,全面阐述这几种废水常用的净化和资源化方法,并对每种方法进行了综合评价。

关键词:废水;铬;重金属;净化;资源化;综述

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.015

电镀地块污染成因分析与源头防控对策

卢然,王宁,伍思扬,贾智彬,王夏晖,朱文会,胡健(生态环境部环境规划院重金属污染防治研究中心;中国科学院生态环境研究中心)

摘要:分析了75 个电镀地块的超标污染物(包括重金属、氰化物与有机物),地块污染在水平方向上与电镀厂生产功能区基本对应,竖直方向上最深达到8 m从污染物质、污染途径的角度解析了电镀地块污染的成因,如使用了涉及有毒有害的原料、生产过程的“跑、冒、滴、漏”以及地块本身防渗措施不足。提出了减少有毒有害原料使用、强化生产过程污染控制、加强生产场所自身防护等土壤污染预防对策建议。

关键词:电镀;土壤;成因分析;源头防控

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10.19289/j.1004-227x.2020.23.016

电镀废水处理工程设计及运行

周荣忠,谢锦文,代振鹏,李攀荣,易佳璐,王佳琪,李文江西金达莱环保股份有限公司,江西;江西省电子电镀废水处理与资源化重点实验室)

摘要:针对未进行严格清晰分水的电镀废水在采用传统工艺时出水不稳定且危废产生量大等问题,设计了酸碱中和沉淀 + 膜分离 + 兼氧膜生物反应器(FMBR) + 反渗透(RO)组合工艺加以处理。介绍了工艺原理、主要构筑物和设备的参数及实际运行情况。结果表明,该工艺可行且运行稳定,处理效果好,自动化程度高,在不投加混凝剂、絮凝剂的情况下出水稳定达到《电镀污染物排放标准》(GB 21900–2008)的“表2”要求,同时可回收污泥中Cu、Ni 等重金属资源,大大降低了药剂费及污泥处置费,每吨废水的处理成本约19.1 元,具有较好的经济效益和环境效益。

关键词:电镀废水;重金属离子;膜分离;兼氧膜生物反应器

 
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