响应曲面法优化氯化物体系三价铬电沉积工艺

摘要

[目的]三价铬电沉积过程中伴随的剧烈析氢反应导致局部pH升高，是镀速急剧下降、镀层难以增厚及镀层性能恶化的主要原因。[方法]采用甲酸钠、草酸钠和尿素为氯化物体系三价铬电镀的配位剂，以在150 mA/cm²电流密度下电沉积10 min的沉积速率为响应因子，采用响应曲面法优化了镀液配方，建立了氯化物体系三价铬电沉积速率的多项式模型方程。通过单因素实验研究了添加剂、pH、温度、电流密度和沉积时间对沉积速率、镀液深镀能力和镀层耐蚀性的影响。[结果]三价铬电沉积的最佳配方和工艺条件为：三氯化铬0.6 mol/L，甲酸钠0.8 mol/L，草酸钠0.2 mol/L，尿素0.3 mol/L,p H 1.8，温度30℃，电流密度150 mA/cm²，时间30 min。在该条件下所得Cr镀层为非晶态结构，厚度在12μm以上，耐蚀性良好。[结论]选用合适的配位剂抑制电沉积过程中铬的羟桥化反应，是维持较高镀速和改善镀层性能的有效手段。

关键词

三价铬 / 电沉积 / 氯化物体系 / 组合配位剂 / 响应曲面法 / 非晶态