本文關(guān)鍵詞：金手指測試片化學(xué)復(fù)合鍍層制備及其性能研究

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【摘要】：金手指測試片是用來評價金手指是否合格的器件,我國是世界上最大的金手指測試片使用國,目前市場上所使用的金手指測試片基本都來自于進口,成本過高,金手指測試片的國產(chǎn)化有重要意義。本文通過對金手指測試片進行分析測試,得出金手指測試片是以純銅為基體,在其表面依次鍍覆Ni/Pd/Au復(fù)合鍍層。在此基礎(chǔ)上制定了仿制金手指測試片的工藝方案,并對其進行了研究,主要包括前處理工藝、酸性化學(xué)鍍鎳工藝、化學(xué)鍍鈀工藝和無氰化學(xué)鍍金工藝。前處理工藝依次為:超聲波丙酮清洗、堿液化學(xué)除油、化學(xué)酸洗及鐵絲誘發(fā)活化1 min。采用正交試驗優(yōu)化后的酸性化學(xué)鍍鎳磷配方及工藝為:硫酸鎳30 g/L、次亞磷酸鈉30 g/L、無水乙酸鈉30 g/L、乳酸12 ml/L、檸檬酸鈉10 g/L、α-氨基丙酸3~6 ml/L、硫脲5 mg/L、p H值4.7、溫度82.5℃、攪拌速度180 r/min。化學(xué)鍍鎳層呈典型的胞狀結(jié)構(gòu),表面平整致密,無明顯缺陷;鍍層結(jié)構(gòu)為晶態(tài)和非晶態(tài)共存的混晶結(jié)構(gòu)。熱處理后,鍍層由晶態(tài)和非晶態(tài)共存的混晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài);鍍層與基體之間有元素擴散發(fā)生;熱處理后鍍層顯微硬度和結(jié)合力得到改善。采用正交試驗優(yōu)化后的化學(xué)鍍鈀液配方及工藝為:氯化鈀3 g/L、HCl(38%)6 mL/L、氨水168 mL/L、氯化銨28 g/L、次亞磷酸鈉12 g/L、溫度55~60℃、p H值9.7~9.9。化學(xué)鍍鈀層呈典型的胞狀結(jié)構(gòu),表面光滑致密,無明顯缺陷,鍍層結(jié)構(gòu)為晶態(tài)結(jié)構(gòu)。采用正交試驗優(yōu)化后的無氰化學(xué)鍍金液配方及工藝為:亞硫酸金鈉2 g/L、亞硫酸鈉36 g/L、硫代硫酸鈉12 g/L、硫脲1 g/L、硼砂10 g/L、聚乙烯亞胺2 g/L、乙二胺2 g/L、溫度75℃~80℃、p H值6.5~7.0。無氰化學(xué)鍍金層呈典型的胞狀結(jié)構(gòu),表面光滑致密,無明顯缺陷,鍍層結(jié)構(gòu)為晶態(tài)結(jié)構(gòu)。隨施鍍時間延長,金層厚度不斷增加,所得復(fù)合鍍層電阻率減小,耐蝕性增強。熱處理后,制備所得復(fù)合鍍層中鎳層由晶態(tài)和非晶態(tài)共存的混晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)結(jié)構(gòu),復(fù)合鍍層導(dǎo)電性和耐蝕性得到提高。與商品金手指測試片相比,制備所得復(fù)合鍍層在鍍層構(gòu)成、組織成分、晶體結(jié)構(gòu)、電阻率、耐蝕性及結(jié)合力等性能方面均與其相似或相近。
【關(guān)鍵詞】：金手指測試片 T1純銅 酸性化學(xué)鍍鎳 化學(xué)鍍鈀 無氰化學(xué)鍍金
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景12-15
• 1.1.1 選題背景12-13
• 1.1.2 金手指表面處理工藝13-15
• 1.2 化學(xué)鍍簡介15-17
• 1.2.1 歷史回顧15-16
• 1.2.2 化學(xué)鍍機理16-17
• 1.2.3 化學(xué)鍍的研究現(xiàn)狀和存在的問題17
• 1.3 化學(xué)鍍的應(yīng)用現(xiàn)狀17-19
• 1.3.1 在航空航天工業(yè)方面的應(yīng)用18
• 1.3.2 在電子工業(yè)方面的應(yīng)用18
• 1.3.3 在石油化學(xué)工業(yè)方面的應(yīng)用18-19
• 1.3.4 在機械汽車工業(yè)方面的應(yīng)用19
• 1.4 化學(xué)鍍應(yīng)用前景19-20
• 1.5 課題意義及研究內(nèi)容20-22
• 1.5.1 課題意義20
• 1.5.2 研究內(nèi)容20-22
• 第2章 實驗方法22-30
• 2.1 實驗材料及設(shè)備22-23
• 2.1.1 實驗材料和化學(xué)試劑22
• 2.1.2 實驗儀器設(shè)備和裝置22-23
• 2.2 制備復(fù)合鍍層的工藝流程及技術(shù)路線23-24
• 2.2.1 制備復(fù)合鍍層的工藝流程23-24
• 2.2.2 制備復(fù)合鍍層的技術(shù)路線24
• 2.3 化學(xué)鍍液的組成及配制24-26
• 2.3.1 化學(xué)鍍鎳液的組成及配制24-25
• 2.3.2 化學(xué)鍍鈀液的組成及配制25-26
• 2.3.3 無氰化學(xué)鍍金液的組成及配制26
• 2.4 鍍層表征方法26-30
• 2.4.1 表面形貌及鍍層成分分析26-27
• 2.4.2 鍍層橫截面觀察27
• 2.4.3 鍍層組織結(jié)構(gòu)分析27
• 2.4.4 鍍層沉積速率27
• 2.4.5 孔隙率的測定27
• 2.4.6 鍍層結(jié)合力等級27-28
• 2.4.7 鍍層顯微硬度28
• 2.4.8 鍍層的耐蝕性28
• 2.4.9 鍍層電性能28-30
• 第3章 前處理工藝對純銅表面化學(xué)鍍鎳磷鍍層的影響30-40
• 3.1 除油工藝對化學(xué)鍍鎳的影響30-31
• 3.2 酸洗工藝對化學(xué)鍍鎳的影響31-34
• 3.3 活化工藝對化學(xué)鍍鎳的影響34-39
• 3.3.1 活化方法對化學(xué)鍍鎳的影響34-36
• 3.3.2 鐵絲活化的原理36-37
• 3.3.3 鐵絲與純銅基體的接觸時間對化學(xué)鍍鎳的影響37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 純銅表面化學(xué)鍍鎳研究40-64
• 4.1 施鍍工藝條件的確定40-44
• 4.1.1 p H值40-41
• 4.1.2 溫度41-42
• 4.1.3 攪拌速度42-43
• 4.1.4 施鍍時間43-44
• 4.2 主鹽和還原劑濃度范圍的確定44-46
• 4.2.1 主鹽濃度范圍的確定44-45
• 4.2.2 還原劑濃度范圍的確定45-46
• 4.3 基礎(chǔ)工藝配方的優(yōu)化46-52
• 4.3.1 優(yōu)化實驗設(shè)計46-47
• 4.3.2 實驗結(jié)果及分析47-51
• 4.3.3 優(yōu)化后基礎(chǔ)配方的確定51-52
• 4.3.4 穩(wěn)定劑最佳濃度的確定52
• 4.4 化學(xué)鍍鎳磷鍍層52-56
• 4.4.1 化學(xué)鍍鎳磷鍍層微觀分析52-55
• 4.4.2 化學(xué)鍍鎳磷鍍層晶體結(jié)構(gòu)55-56
• 4.5 熱處理對優(yōu)化后的化學(xué)鍍鎳磷鍍層的影響56-62
• 4.5.1 熱處理溫度的確定56
• 4.5.2 熱處理對鍍層微觀形貌的影響56-58
• 4.5.3 熱處理對鍍層組織結(jié)構(gòu)的影響58-60
• 4.5.4 熱處理對鍍層顯微硬度的影響60-61
• 4.5.5 熱處理對鍍層結(jié)合力的影響61-62
• 4.5.6 熱處理對對后續(xù)化學(xué)鍍鈀和無氰化學(xué)鍍金的影響62
• 4.6 本章小結(jié)62-64
• 第5章 鎳層表面化學(xué)鍍鈀 /金 研究64-88
• 5.1 化學(xué)鍍鈀基礎(chǔ)工藝配方的確定64-65
• 5.1.1 工藝條件的確定64-65
• 5.1.2 基礎(chǔ)配方的確定65
• 5.2 化學(xué)鍍鈀基礎(chǔ)配方的優(yōu)化65-72
• 5.2.1 優(yōu)化實驗設(shè)計65-66
• 5.2.2 實驗結(jié)果與分析66-69
• 5.2.3 優(yōu)化過程中的關(guān)鍵性問題69-70
• 5.2.4 化學(xué)鍍鈀層70-72
• 5.3 無氰化學(xué)鍍金基礎(chǔ)工藝配方的確定72-74
• 5.3.1 工藝條件的確定72-73
• 5.3.2 基礎(chǔ)配方的確定73-74
• 5.4 無氰化學(xué)鍍金基礎(chǔ)配方的優(yōu)化74-81
• 5.4.1 優(yōu)化實驗設(shè)計74
• 5.4.2 實驗結(jié)果與分析74-78
• 5.4.3 優(yōu)化過程中的關(guān)鍵性問題78-79
• 5.4.4 優(yōu)化后的化學(xué)鍍金層79-81
• 5.5 金層厚度對復(fù)合鍍層的影響81-84
• 5.5.1 對鍍層形貌的影響81-83
• 5.5.2 對鍍層電阻率的影響83
• 5.5.3 對鍍層耐蝕性的影響83-84
• 5.6 熱處理對復(fù)合鍍層的影響84-86
• 5.6.1 對鍍層形貌的影響84-85
• 5.6.2 對鍍層組織結(jié)構(gòu)的影響85-86
• 5.6.3 對鍍層性能的影響86
• 5.7 本章小結(jié)86-88
• 第6章 復(fù)合鍍層與商品金手指測試片的對比88-95
• 6.1 鍍層構(gòu)成的對比88-90
• 6.2 鍍層組織結(jié)構(gòu)的對比90-91
• 6.3 鍍層性能的對比91-94
• 6.3.1 電阻率91-92
• 6.3.2 點觸通電疲勞性能92
• 6.3.3 耐蝕性92-93
• 6.3.4 結(jié)合力93-94
• 6.4 本章小結(jié)94-95
• 結(jié)論95-96
• 參考文獻96-102
• 致謝102-103
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄103

【參考文獻】

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本文編號：675593