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摘要：本文阐述了电镀添加剂的种类及其对镀层的影响。总结了电镀添加剂在电镀行业中的作用。
关键词：电镀；添加剂
1、前言
电镀添加剂（electroplating additives） 是加入到电镀溶液中对镀液和镀层性质有特殊 作用的一类化学品的总称。电镀添加剂包括无机 添加剂(如镀铜用的镉盐)和有机添加剂(如镀镍 用的香豆素等)两大类。早期所用的电镀添加剂 大多数为无机盐类,随后有机物才逐渐在电镀添 加剂的行列中取得了主导地位。添加剂在电镀工 业，也有其特殊作用。其效果表现在以下若干方 面:
(1)扩宽电镀液的pH、温度和电流密度的使 用范围
(2)对电镀中析出的金属粒子具有良好的分 散性，有利于提高镀件表面的平滑和光亮度。
(3)降低表(界)面张力有利于对镀件的润 湿。
(4)促进在阴极表面产生的氢气尽快离脱可 防止镀件产生凹痕和针孔。
(5)经过表面活性剂清洗的镀件，其电镀效 果明显改善。
2、电镀添加剂的种类及其功能
按功能分类,电镀添加剂可分为络合剂、光 亮剂、表面活性剂、整平剂、应力消除剂、除杂 剂和润湿剂等，其中最重要的是光亮剂和表面活 性剂。不同功能的添加剂一般具有不同的结构特 点和作用机理,但多功能的添加剂也较常见,例 如糖精既可作为镀镍光亮剂,又是常用的应力消 除剂;并且不同功能的添加剂也有可能遵循同一 作用机理 [1] 。
2.1光亮剂
电镀过程中，加入添加剂后可得到细致光亮 的镀层。这种添加剂称光亮剂。光亮剂可分为以 下三类:(1)有明显表面活性的光亮剂:如十二醇 硫酸醋钠(K-12),十六烷基三甲基甜菜碱(Am)； 聚氧乙烯(n)十二醇醚(n=15～20)；聚氧乙烯(n) 壬基酚醚(n=10或21)；聚氧乙烯((n)蓖麻油；聚 氧乙烯(n)二癸撑三胺(N)有表面活性的光亮剂: 它有表面活性但不明显，其溶液不能形成胶团， 不能称为表面活性剂，可称表面活性物质。如丙 烯磺酸钠、低级胶与环氧氯丙烷缩合物、二甲氨 基丙胺与环氧氮丙烷的缩合物、苯基聚二硫丙撑 磺酸钠、炔醇、炔二醇及其环氧乙烷(环氧丙烷) 加成物。无表面活性光亮剂:这类光亮剂，没有 表面活性。但却是非常重要的光亮剂。其代表品 种为苄叉丙酮。缪娟 [2] 等人，以OP-10为载体光亮 剂，苄叉丙酮为主光亮剂，并加入适量辅助光亮 剂，得到一种Zn-Mn合金电镀的添加剂ZM。
2.2表面活性剂
据国外资料介绍:在电镀行业中常用表面活 性剂 [3-7] 有:琥珀酸二辛酷磺酸钠系(Aerosol);脂 肪醇硫酸醋盐系列(Duponol)；支链脂肪醇硫酸酯盐系列(Tergitol)；烷基芳基磺酸盐系列 (Nacconol);烷基萘磺酸盐系列(Alkanol)；烷 基芳基酚醚硫酸酯盐系列(Triton 720)；脂肪醇 聚氧乙烯醚系列(Tri-ton NE)；壬基酚聚氧乙 烯醚系列(TritonN)。
表面活性剂按电镀液种类所用表面活性剂 有:
镀锌液用:镀锌占金属总镀量的50环左右。 镀锌工艺分碱性锌酸盐、碱性氰化物、酸性氯化 按、酸性氯化钾镀锌等。在酸性氯化铵镀液中， 加入平平加SA-20,0-20等与苄叉丙酮复配可收 到良好光亮效果。加入聚氧乙烯(20)壬基酚醚， 锌析出的极化作用最大，电镀效果也最好。
黄拥理 [8] 等人研发了一种EA一2添加剂，这种 添加剂是将OP和胺类化合物A分别采用醇类化合 物和蒸馏水溶解，然后按比例投人反应釜，加热 升温至60～70℃，并搅拌均匀然后滴加某化合 物B，边搅拌边升温至85～95℃恒温反应0.5 h 后，冷至室温，再加入苯甲酸钠。搅拌均匀后即 得添加剂EA一2。结果表明：采用该添加剂的镀 锌电解液的分散能力和覆盖能力良好。整平能力 强，镀液稳定。所获得的锌镀层内应力小、与基 体的结台能力强、镀层表面乎整致密、银白色光 亮。
镀铜液用:对高速度氰化铜电镀液，加入聚 氧乙烯(n)硬脂酸酷加SE-10或SE一20等均可收 到良好的光亮效果。而聚氧乙烯油醇醚、聚氧乙 烯(n)壬基酚醚对防止电镀凹痕和针孔麻点有效 果。在硫酸铜电镀液中加入十二醇硫酸酯钠、渗 透剂一OT均会便铜电极沉积过程中减少极化效 果和促进铜离子还原为铜的良好作用。据报道 [9] 有一种电镀铜电解液适用于微米和亚微米孔缝 的金属化处理。该电解液由至少一种烷基磺酸的 铜盐和至少一种游离的烷基磺酸组成，可以较低 的游离酸浓度下工作，其游离酸的浓度比现行的 最佳化的硫酸铜电解液的游离酸浓度还要低，该 镀液比硫酸铜镀液所需的添加剂量少，但是可以 得到更平滑的镀层，溶液的界面张力较低，铜的 电位也比硫酸铜镀液中铜的电位更正，可以在较 高的pH值下操作仍然能获得工业上适用的铜镀 层。
镀镍液用:镀镍液中一般使用有明显和有表 面活性的光亮剂。前一类光亮剂通常使用各种芳 香族磺酸盐类。它的作用以凹痕防止效果更为明 显。加入K-12，可使镀液表面强力降至30-35达 因/cm使电镀中在电极上产生的氢气泡易于逸散 收到防凹痕效果。在加糖精的光泽镀镍液中，加 入K-12它可以形成胶团起到后一类光亮剂作用。 镀锡液用:在硫酸亚锡电镀液中加入木焦 油作光亮剂，以辛醇硫酸醋盐为分散剂已广泛使 用。用甲醛和邻甲苯胺缩合物作光亮剂，以辛醇 硫酸醋盐作分散剂在搅拌条件下得到对电镀层 光亮度好的镀锡液。该液称Tribrite镀锡液。同 类光亮镀锡液还有法国Brillanteur200液、德国 的Stanostar液和日本的土肥氏等研制的镀锡 液。土肥氏等研制的镀锡液，也是以甲醛和邻甲 苯胺的缩合物作光亮剂。用壬基酚聚氧乙烯醚 (NPPOE)或异辛酚聚氧乙烯(IOPOE)作分散剂，成 功地得到不需要进行预电解的光亮镀锡液。在氯 化钾 [10] 酸性镀锌、镀液中分别加入白配的通用添 加剂酸性镀锡、装饰性Sn-Zn合金代银均能得到 结晶细致、好的装饰性光亮镀层.
镀铬液用:镀铬通常采用高浓度铬酸液 (Cr0325g/L,H2SO4,2.5g/L)，一般不必使用表面活 性剂作光亮剂或凹痕防止剂。
2.3润湿剂
对电镀用润湿剂的最基本要求:较好地降低 电极与镀液界面间的界面张力;使镀液易于在电 极表面铺展以达到匀镀目的;对镀液要有一定的 抗盐、抗酸碱和抗温性等。常用润湿剂有:阴离 子型有十二醇硫酸醋钠盐(K-12)、无泡润湿剂 261(2一乙基已醇硫酸醋钠)、渗透剂一OT琥珀酸 二辛酯磺酸钠),LAS和AES等。非离子型有:渗透 剂JFC,OP-7等。国外最为常用的润湿剂有琥珀酸双酯磺酸钠和磷酸双酯钠盐。润湿剂十二烷基磺 酸钠 [11] 的含量对镀层外观有一定的影响，当合金 镀液含有适量的十二烷基磺酸钠时，合金镀层表 面平整、光亮；当合金镀液中不含十二烷基磺酸 钠时，合金镀层表面有时会有析氢引起的白色条 纹；当含量太低时，起不到润湿剂的作用；当含 量太高时，镀液混浊或产生大量细微气泡，附着 在阴极周围。由此可见，十二烷基磺酸钠能够提 高镀液的润湿性，但它在镀液中的含量不宜超过 0．3 g／L。
2.4除油剂
金属表面常附有油污和其它不洁物，影响电 镀时金属离子的沉积，因此镀件必须除油、除锈 以保证镀件表面有良好镀层。动、植物油油污可 用碱性液处理除去。机油、润滑油、凡士林、防 锈油等矿物油油污。可用有机溶剂法、化学法和 电化学法除油。
2.4.1有机溶剂除油:
常用的溶剂有煤油、汽油、苯类和氯代烃等。 上述方法尽管效果很好，但若在溶剂中加少量油 溶性表面活性剂(如油酸与三乙醇胺、油溶性OP 乳化剂(OP-4,OP一7)、脂肪醇聚氧乙烯醚 (AEO-3,AEO-7)、失水山梨醇油酸醋(Span-80) 等均会收到事半功倍的除油效果。
有机溶剂除油存在不安全性和毒性隐患，除 油成本高，能耗大等缺点，近年来已被水基型去 油剂所代替。
2.4.2表面活性剂除油:
它是利用表面活性剂对油/水所具有的乳化 作用，使油被乳化成均匀的乳液以达到在水中的 溶解。用做水基型除油剂的有单纯表面活性剂: 如阴离子型LAS,AES。非离子型OP-10,AEO-9等。 复配型表面活性剂:如LAS与AEO-9复配、LAS与 Ninol(尼纳尔)复配。助剂与表面活性剂复配:它 是表面活性剂与助洗剂(三聚磷酸钠和硅酸盐)、 锈蚀剂的复配。
2.5整平剂
整平剂与光亮剂的作用不同，后者的主要作 用是提高镀层的光亮度但不一定能填平基体表 面微观的凹凸不平。而前者的作用主要是填平基 体的微观凹凸不平但不一定具有明显的光亮作 用。例如：氰化光亮镀铜工艺可以获得光亮的镀 层但不能填平基体表面存在的划痕，而半光亮镍 电镀工艺得到的镍镀层呈乳白色，没有明显的光 亮度，但镀层表面很细致均匀，在它的表面继续 电镀光亮镍，起亮的速度很快。一美国专利 [12] 表 示在酸性镀铜溶液中使用一种整平添加剂，可以 填充镀件表面亚微米级的缝隙,。可以在下述化 合物中选择：聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯醇、 聚乙烯吡咯烷酮、聚(4一苯乙烯磺酸钠及顺丁烯 二酸)共聚物等。
3、总结
通过大量实验和数据表明镀液中仅仅含有 被镀金属的盐不能得到具有装饰性或功能性的 镀层，必须在其中加入添加剂。电镀添加剂对镀 层质量起着至关重要作用。它不但可以改变电极 反应的过电压,使镀膜晶粒细化,改变晶体取向, 而且可以改善镀膜的内应力、延展性、硬度等性 能，对改善电镀效果具有显著作用。因此，电镀 添加剂的进步也就标志着电镀工业的进步。
参考文献
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4.刘程等.表面活性剂应用大全[M].北京工业大学 出版社.499-510
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11．王云燕，舒余德.碱性锌酸盐体系锌一铁合金 电镀添加剂的研究[J].2002,22(5)
12.专利实例.Plating and Finishing[J].2005， 27（4） 

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