【摘要】：運(yùn)用X射線熒光光譜儀、原子力顯微鏡及開路電極電勢等方法系統(tǒng)研究了3種磷含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(4%,9%及11%)的化學(xué)鍍Ni-P基體上的置換鍍金沉積過程,并分析了鍍金溫度對該沉積過程的影響。結(jié)果表明:置換鍍金過程中沉積速率、表面粗糙度和電極電勢均發(fā)生明顯的變化,對應(yīng)了鍍金時Ni-P電極表面狀態(tài)的變化,與Ni-P合金基體中磷含量和鍍金溫度高低均有一定的關(guān)系。在磷含量不同的Ni-P合金基體上置換鍍金時,沉積速率及電極電勢隨時間變化的規(guī)律基本相似。同一溫度下鍍金時,Ni-P合金基體中磷含量越高,電極電勢越高,初始沉積速率越低。溫度對置換鍍金過程的影響較為復(fù)雜。在50~80℃范圍內(nèi)升高溫度,鍍金層粗糙度變小,電極電勢變正;而當(dāng)溫度為90℃時,鍍層粗糙度明顯變大,電極電勢也變負(fù)。鍍金層的粗糙度大小與金層外觀有一定的關(guān)系,即外觀良好的鍍金層,其粗糙度一般較小。
【圖文】：

如在磷含量為4%的Ni-P基體上鍍金時，溫度在70~80℃范圍內(nèi)時所得金層為均勻金黃色；而溫度過低（50、60℃）和過高（90℃）時，鍍金層均有發(fā)紅、發(fā)黑現(xiàn)象。磷含量為9%的Ni-P合金基體表面鍍金溫度較低（低于70℃）時，鍍金層外觀也有輕微發(fā)紅、發(fā)黑現(xiàn)象；而磷含量為11%的Ni-P合金基體上所得置換鍍金層外觀均勻、呈金黃色。表明在所考察的溫度范圍內(nèi)，Ni-P基體中的磷含量越高，所得鍍金層外觀越好，受溫度的影響相對越校用AFM進(jìn)一步研究了鍍金溫度變化對3種磷含量的Ni-P合金基體置換鍍金層微觀表面形貌的影響，結(jié)果如圖2、圖3、圖4所示。由圖可知，鍍金溫度在50~90℃范圍內(nèi)變化時，3種不同磷含量的化學(xué)鍍Ni-P基體上所得置換鍍金層表面形貌均為光滑的瘤狀結(jié)構(gòu)，這與以前的研究結(jié)果相似[5,9,10]。為了進(jìn)一步研究溫度變化對鍍金層微觀表面的影響，采用AFM儀器自帶的SPIP軟件分析了圖2~圖4的鍍金層的表面粗糙度，結(jié)果如圖5所示。圖5中Ra表示試片表面各點(diǎn)相對于零平面的高度數(shù)值絕對值的算術(shù)平均值，Ry為試片表面峰頂線與谷底線之間的距離。通常這2個參數(shù)值越小，表明粗糙度越小，鍍層表面越平整。圖1不同磷含量的化學(xué)鍍Ni-P基體上置換鍍金速率隨時間變化關(guān)系Fig.1Depositionrate-timecurvesofgoldimmersiononelectrolessNi-PsubstrateswithvariousPcontents圖2磷含量為4%的化學(xué)鍍Ni-P基體上置換鍍金溫度不同時鍍金層表面的AFM圖Fig.2AFMmorphologiesofthegoldcoatingonelectrolessNi-Psubstrateswith4%Pcontentatdifferentimmersiongoldtemperatures:(a)50℃,(b)60℃,(c)70℃,(d)80℃,and(e)90℃abcde21030509030012003600-0.050.000.050.100.150.200.250.300.350.40eDposition

·2014·稀有金屬材料與工程第46卷圖3磷含量為9%的Ni-P鍍層上置換鍍金溫度不同時鍍金層表面的AFM圖Fig.3AFMmorphologiesofthegoldcoatingonelectrolessNi-Psubstrateswith9%Pcontentatdifferentimmersiongoldtemperatures:(a)50℃,(b)60℃,(c)70℃,(d)80℃,and(e)90℃圖4磷含量為11%的Ni-P鍍層上置換鍍金溫度不同時鍍金層表面的AFM圖Fig.4AFMmorphologiesofthegoldcoatingonelectrolessNi-Psubstrateswith11%Pcontentatdifferentimmersiongoldtemperatures:(a)50℃,(b)60℃,(c)70℃,(d)80℃,and(e)90℃由圖5可知，當(dāng)置換鍍金溫度由50℃升高到90℃時，磷含量為4%的化學(xué)鍍Ni-P基體鍍金層的粗糙度隨溫度升高先降低后增大。如溫度為50℃時，Ra為13.7μm，Ry為58.5μm；當(dāng)溫度為80℃時，Ra則降為5.6μm，Ry為29.1μm；而當(dāng)鍍金溫度升至90℃時，Ra則變?yōu)?0.1μm，Ry變?yōu)?83μm，是粗糙度數(shù)據(jù)中的最大值，，表明此時金鍍層表面粗糙度最大。而磷含量為9%、11%的化學(xué)鍍Ni-P基體鍍金層的粗糙度變化趨勢均為升高→降低→升高。當(dāng)溫度為80℃時，磷含量為9%的Ni-P基體鍍金層的Ra為5.69abcdeY/mX/mY/mX/mY/mX/mY/mX/mY/mX/mabcdeY/mX/mY/mX/mY/mX/mX/Y/mX/mY/mm

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