分光光度法分析焦磷酸盐镀铜溶液中磷酸钾

毕 业 论 文题 目： 焦磷酸盐镀铜工艺研究学院： 化 学 化 工 学 院 专业： 应用化学 班级: 0701学号： 200706180117 学生姓名： 陈 小 威 导师姓名： 肖 鑫完成日期： 2011年6月10日目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)0前言 (3)1焦磷酸盐镀铜的机理探讨 (4)2实验材料与仪器 (5)2.1药品及材料 (5)2.2仪器 (5)3实验研究部分 (5)3.1工艺流程 (5)3.1.1碱性脱脂 (5)3.1.2酸洗除锈 (5)3.1.3阴极电解脱脂 (6)3.1.4 超声波脱脂 (6)3.1.5化学镀镍 (6)3.2镀液性能检测 (7)3.2.1沉积速度的测定 (7)3.2.2结合力的测定 (7)3.2.3深度能力的测定 (7)3.2.4分散能力的测定 (7)3.2.5阴极电流效率的测定 (8)4实验结果与讨论 (8)4.1 基础配方的确定 (8)4.2 主要功能成分的作用与影响 (9)4.2.1焦磷酸铜 (9)4.2.2焦磷酸钾 (9)4.2.3 PL光亮剂 (10)4.2.4 PL开缸剂 (11)4.2.5 氨水 (11)4.3工艺参数的影响 (12)4.3.1 P比的影响 (12)4.3.2 pH的影响 (13)4.3.3 温度的影响 (13)4.3.4 电流密度的影响 (13)4.4杂质离子的影响 (14)4.4.1 Cr6+对镀液的影响 (15)4.4.2 Pb2+的影响 (15)4.4.3 Fe3+的影响 (15)4.4.4 CN-的影响 (16)4.5 性能检测 (17)4.5.1 沉积速度 (17)4.5.2 深镀能力 (17)4.5.3 分散能力 (18)4.5.4 阴极电流效率 (18)4.6 镀液维护 (18)5结论 (20)参考文献 (20)致谢 (21)0前言铜是玫瑰红色富有延展性的金属。

原子量为63.54，比重8.9、熔点1083℃。

对分光光度计测定磷实验方法的体会和建议一、前言分光光度计是化学实验室中常用的仪器之一，它可以测量物质在特定波长下的吸光度，从而推算出物质的浓度。

本文将围绕着磷元素的测定，探讨分光光度计在磷实验中的应用方法，并提出一些体会和建议。

二、实验目的本次实验旨在通过分光光度计测定不同磷酸盐溶液中磷元素的含量，并对其进行定量分析。

三、实验原理1. 磷酸盐溶液制备首先需要准备不同浓度的磷酸盐溶液，可以选择NaH2PO4或Na2HPO4作为原料，按照一定比例配制出所需浓度。

2. 分光光度计原理分光光度计通过将白色灯源发出的连续谱线经过单色器变成单色线后射入样品池中，样品池内物质对该波长下的能量吸收后透过检波器转化成电信号输出到显示器上。

根据比色法原理得出吸收值与样品浓度之间存在一定关系式：A=εbc，其中A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，b为光程，c为溶液浓度。

3. 磷元素测定原理磷元素的测定可以采用钼酸盐法或者无机磷酸盐显色法。

钼酸盐法是将磷酸盐溶液中的磷元素与钼酸反应生成黄色的钼酸铵沉淀，然后通过分光光度计测量其吸收值从而计算出磷元素的含量。

无机磷酸盐显色法则是通过将磷酸盐溶液与硫酸和铵钼酸反应产生蓝色复合物，然后进行分光光度计测量。

四、实验步骤1. 试样制备取一定量的NaH2PO4或Na2HPO4加入到样品池中，并加入适量的蒸馏水稀释至所需体积。

2. 分析操作将样品池放入分光光度计中，并选择所需波长进行测量。

在记录各个标准溶液和待检样品的吸收值时，需要先记录空白试剂的吸收值并作为基准值，然后再分别测量各个标准溶液和待检样品的吸收值。

3. 数据处理根据比色法原理，根据标准溶液的吸光度值制作出标准曲线，并根据待检样品的吸光度值计算出其磷元素含量。

五、实验注意事项1. 实验中需要注意保持仪器的干燥和清洁，以免影响测量精度。

2. 在进行样品稀释时需要精确称量和计算，以确保所得数据的准确性。

3. 在进行数据处理时需要注意使用正确的计算公式，并核对所得结果是否符合实验要求。

不同品质的焦磷酸盐对电镀铜的影响内容：摘要：采用赫尔槽试验、哈林阴极法、贴滤纸法及稳态阴极极化测量，研究了分别由ACTl和普通国产焦磷酸盐配制的镀铜液的性能差别，采用络合能力指数(CAI)对不同品质焦磷酸钾的络合能力进行评价。

结果表明，采用络合能力指数高的ACTl焦磷酸盐配制的镀铜液，其分散能力、络合能力和镀层致密性、孔隙率均优于以络合能力指数低的普通焦磷酸盐配制的镀铜液。

杂质正磷酸根离子严重影响ACTl焦磷酸盐镀铜液的极化性能：随着其质量浓度增大，槽电压升高，镀液的络合能力降低。

三聚磷酸根离子对ACTl焦磷酸盐镀铜液的极化性能影响不大。

关键词：电镀铜；焦磷酸盐；络合能力指数；分散能力；阴极极化；金相组织；孔隙率1 前言铜镀层广泛用于钢铁件多层镀覆以及镀锡、镀金、镀银等的“底”层，以提高基体金属与镀层的结合力。

当铜镀层无孔时，可大大提高表面镀层的抗蚀性。

目前，工业上最普遍的电镀铜方法是使用含氰化物盐类的镀液[1-3]。

氰化镀液最大的缺点是具有毒性，在使用过程中对环境带来危害。

采用低毒或无毒的镀铜方法是电镀行业的发展趋势。

焦磷酸盐镀铜工艺成分简单，镀液稳定，电流效率高，均镀能力和深镀能力较好，镀层结晶细致，镀速快，电镀过程中没有刺激性气体逸出，是一种低毒、性能优异的镀铜方法[4-6]。

焦磷酸盐镀液的主要成分是供给铜离子的焦磷酸铜和作为络合剂的焦磷酸钾，此两者能相互作用而生成络盐焦磷酸铜钾。

焦磷酸钾除了与铜生成络盐外，还有一部分游离于镀液中，它不仅可使络盐稳定，而且可提高镀液的均镀能力和深镀能力。

本文根据焦磷酸盐镀铜方法，比较了不同品质的焦磷酸铜和焦磷酸钾对镀液及镀层性能的影响，并分析了杂质正磷酸根离子和三聚磷酸根离子对电镀液的影响。

2 实验2．1材料ACTl焦磷酸钾K4P27和ACTl焦磷酸铜Cu2P27·4H20均由美国化学技术公司提供，并分别采用ACTl 2156-2002及ACTl 2157-2002标准检测(以离子交换柱色谱法分离样品中的焦磷酸盐、正磷酸盐、三聚磷酸盐、三偏磷酸盐和多聚磷酸盐后，采用磷钼酸喹啉重量法测定)；普通焦磷酸钾K4P27和焦磷酸铜Cu2P27·3H20为市场采购，分别采用化工行业标准HG／T 3591—1999《电镀用焦磷酸钾》(硫酸锌沉淀法测定焦磷酸钾)和HG／T 3593—1999《电镀用焦磷酸铜》(碘量法测定铜)进行检测。

焦铜焦磷酸盐镀铜液故障的处理1.镀液成分失调的影响和纠正焦磷酸盐镀铜液⽐较稳定，铜和焦磷酸钾的含量可以在较宽的范围内变化，⼀般只要控制p2o74-/cu2+在7-8 之间或k4p2o7/cu2+在13.5-15之间，镀液中铜含量⾼⼀些或低⼀些，只要焦磷酸钾含量相应变化，不会引起镀液故障。

只有当镀液中铜含量偏⾼或焦磷酸钾含量偏低时，会使镀层结晶粗糙，在这类粗糙镀层上电镀光亮镍，低电流密度处很难得到光亮镍层，再在这种镍层上套铬，低电流密度处难以得到铬层（即镀铬的深镀能⼒差），这不是镀铬液性能不好，⽽是由于：1）粗糙的表⾯上氢的过电位⼩，容易析氢，导致铬难以沉积；（2）粗糙表⾯的此表⾯积⼤，从⽽使低电流密度处的真实电流密度太⼩，达不到沉积铬所要求的电流密度，所以会产⽣低电流密度处镀不上铬的现象。

出现这类故障时，只要分析镀液成分，按分析补充焦磷酸钾，故障即可排除。

2.常见故障的分析和纠正（1）镀层粗糙。

基体⾦属或预镀层粗糙；镀液中有“铜粉”或其他固体悬浮粒⼦；镀液中有机杂质过多，铅等异⾦属杂质过多或被cn-沾污；镀液ph太⾼，铜含量过⾼或焦磷酸钾含量过低等都会引起镀层粗糙。

分析这类故障，⾸先应确定故障的起源，⽤良好的前处理和良好的预镀后直接进⾏焦磷酸盐镀铜，或者⽤铜零件（或铜⽚）经⼿⼯擦刷除油和活化后直接进⾏焦磷酸盐镀铜，假使这样试验所得的镀层不粗糙，那么粗糙起源于镀前，否则就起源于镀铜液中。

假使经过试验，确定故障起源于镀铜液中，那么最好进⾏烧杯试验。

先取1l镀液，不经任何处理做⼀块样板，作为空⽩对⽐，在这块样板上，⼀定要能观察到镀层粗糙的现象，然后⽤不同的⽅法处理镀液后做试验，例如单纯的过滤镀液后做试验，看看这种粗糙是否是镀液中悬浮的固体微粒造成的；将镀液⽤双氧⽔处理，试验这种粗糙是否是cn-引起的；⽤双氧⽔—活性炭处理镀液，观察粗糙是否是有机杂质的影响……。

反复试验，就可找出镀层粗糙的原因，从⽽处理镀液，排除故障。

镀铜液中焦磷酸铜和焦磷酸钾的快速分析
丘山;丘圣;梁细妹;丘星初
【期刊名称】《涂装与电镀》
【年(卷),期】2009(000)003
【摘要】镀液单位体积的重量是焦磷酸钾和焦磷酸铜含量的函数。

当用EDTA滴定法测出焦磷酸铜含量之后，便可根据函数关系求出焦磷酸钾的含量。

实验结果表明，本法简便快捷，分析结果的准确度和精密度完全能满足生产要求。

【总页数】4页(P22-24,29)
【作者】丘山;丘圣;梁细妹;丘星初
【作者单位】广州市福龙电镀有限公司,广东番禺511483;江西环境工程职业学院,江西赣州341000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ153.2
【相关文献】
1.分光光度法分析焦磷酸盐镀铜溶液中磷酸钾 [J], 郭崇武
2.焦磷酸盐镀铜液中正磷酸盐含量对镀层性能的影响 [J], 顾福林
3.分光光度法测定锡钴合金镀液中焦磷酸钾的含量 [J], 丘山;丘星初
4.快速测定焦磷酸铜镀液中焦磷酸钾 [J], 邱星初;何伟明;邓千敏;邱山
5.镀铜液中焦磷酸盐及正磷酸盐的示波极谱连续测定 [J], 秦淑琪;何英
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焦磷酸盐电镀中正磷酸盐的影响及控制现代电镀网10月26日讯：铜镀层广泛用于钢铁件多层镀覆以及镀锡、镀金和镀银等的“底”层，以提高基体金属与镀层的结合力。

当铜镀层无孔时，可大大提高表面镀层的抗蚀性。

目前，工业上最普遍的电镀铜方法是使用含氰化物盐类的镀液，氰化镀液最大的缺点是具有毒性，在使用过程中对环境带来危害。

采用低毒或无毒镀铜的方法是电镀行业的发展趋势。

焦磷酸盐镀铜工艺成分简单、镀液稳定、电流效率高、均镀能力和深镀能力较好、镀层结晶细致，镀速快，电镀过程没有刺激性气体逸出，是一种低毒、性能优异的镀铜方法。

焦磷酸盐镀液的主要成分是供给铜离子的焦磷酸铜和作为络合剂的焦磷酸钾，此两者能作用生成络盐焦磷酸铜钾。

焦磷酸钾除了与铜生成络盐外，还有一部分游离于镀液中，它可以使络盐稳定并可提高镀液均镀能力和深镀能力。

因此，随着国家对氰化电镀禁限令的执行，作为无氰电镀的代表--焦磷酸盐镀铜将被更多的电镀厂采用。

焦磷酸盐镀铜与氰化镀铜比较有一个缺点，就是焦磷酸盐电镀液中存在着正磷酸盐，随着时间的延长电镀液中正磷酸盐的含量会增加，将严重影响电镀质量。

本文就正磷酸盐对电镀液极化行为的影响，正磷酸盐产生的原因与控制，焦磷酸钾检测方法进行讨论。

1、正磷酸根离子对焦磷酸盐镀液极化行为的影响当电流密度在10-20mA cm-2左右时，随着正磷酸根离子含量的增加，在相同的电流密度下，阴极电位负移，因此在实际电镀中将致使槽电压升高，能耗增大；同时极化曲线在强极化区的塔菲尔斜率有略微降低，影响镀液的络合能力。

2、正磷酸盐产生的原因镀液中的正磷酸盐来源可分成两部分：一部分在焦磷酸钾生产过程中产生，采用不同的生产工艺，生产技术、参数，生产设备生产的焦磷酸钾，内含正磷酸盐的含量差异巨大（而国内对焦磷酸钾的检测标准HG/T3591-1999是不能区分焦磷酸主含量及正磷酸盐、三聚磷酸盐、三偏磷酸盐、多聚磷酸盐等含量）。

另一部分是在电镀液中焦磷酸根发生水解反应生成正磷酸根而成。

焦磷酸盐镀铜一、焦磷酸盐镀铜工艺特点焦磷酸盐镀铜液的成分较简单，溶液稳定，电流效率较高，分散能力和覆盖能力好，镀层结晶细致，并能获得较厚的镀层，可采用的化学镀铜工艺范围较宽，无毒，不需抽风，加入光亮剂后可获得半光亮的镀层。

其缺点是：镀液浓度较高，成本高，第一次投资大，工件人槽前需经过严格的前处理，钢铁基体上不能直接镀铜，而需预镀或经丙烯基硫脲浸铜后方可人槽镀铜。

同时，焦磷酸盐镀铜的致命缺点是焦磷酸钾会水解成磷酸盐，随着磷酸盐的增加，电流密度下降，沉积速度降低。

二、焦磷酸盐镀铜工艺流程1.钢铁件上焦磷酸盐镀铜工艺流程：化学除油→热水洗→冷水洗→电解除油→热水洗→冷水洗→酸洗→冷水洗→氰化闪镀铜、浸镀铜或预镀镍→冷水洗→焦磷酸盐镀铜→冷水洗→镀亮镍→冷水洗→镀铬→冷水洗→热水洗→烘干。

2.锌压铸件上焦磷酸盐镀铜工艺流程：除油→水洗→弱浸蚀→水洗→水洗→焦磷酸钾溶液浸泡→焦磷酸盐闪镀铜→焦磷酸盐镀铜。

三、焦磷酸盐镀铜液的配制1.必须先在所需体积2/3的去离子水中，溶解焦磷酸钾。

溶解时，水温控制在50℃左右(不得超过6O℃，以防其水解)，并要充分搅拌，直至完全溶解。

2.将计算量的固体焦磷酸铜研碎，用少量去离子水调成糊状，然后加到已溶解的K4P2O7中，不断搅拌使之完全溶解，形成可溶性的配合盐，再倒入镀槽内。

如果焦磷酸铜为自制的，则可以直接加入上述溶液中，并搅拌均匀，溶液呈蓝色。

3.将计算量的柠檬酸铵等用热水(去离子水)溶解后倒人镀槽内，搅拌均匀。

4.向槽中加入1-2 mL/L 30%的双氧水，加热至50-55℃(温度过高不利于活性炭吸附)，搅拌1 h，再加入2-3 g/L活性炭，搅拌1-2 h，静置过滤。

5.用KOH和柠檬酸调整pH值为8.0-8.8。

6.将二氧化硒用热去离子水先配成10 g/L(切勿用手直接接触二氧化硒，因为它会灼痛皮肤)，再按计量加入上述溶液。

此时，必须将二氧化硒溶液稀释至1 L以下，否则铜盐将会析出。

焦磷酸盐镀铜焦磷酸盐镀铜由于分散能力较好，镀层结晶细致，而又可以避开有毒的氰化物，是镀铜中用常用的镀种之一，只是在酸性光亮镀铜技术开发出来之后，才渐渐较少采用，但在电子电镀中还占有一定比例。

其缺点实际上也是一个环境问题，就是强络合剂在水体中使金属离子不易提取而造成二次污染。

另外，正磷酸盐的积累也会给镀液的维护带来一些问题。

(1)焦磷酸盐镀铜工艺焦磷酸铜70～l00g／L温度30～50℃焦磷酸钾300～400g／L阴极电流密度0．8～1．5A／dm2柠檬酸铵20～25g／L阴极移动25～30次／minpH值8～9(2)镀液维护和注意事项焦磷酸镀铜维护的一个重要参数是焦磷酸钾与铜离子的比值，简称P比。

通常要保证焦磷酸根离子与铜离子的比值在7～8之间，对于分散能力有较高要求时；要保持在8～9之间。

低了阳极溶解不正常，高了则电流效率下降。

阳极采用电解铜板，最好经过压延加工，有时也会有铜粉产生，可加入双氧永消除。

杂质对焦磷酸盐镀铜有较大影响，所以要严防杂质的带入。

一、铜粉”的产生及其排除焦磷酸盐镀铜溶液在生产过程中很容易产生“铜粉”(主要是氧化亚铜)。

有如下三种可能的原因。

①铜阳极的不完全氧化：Cu——Cu++e②铜阳极与镀液中的二价铜离子接触时产生一价铜离子：Cu+Cu2+——2Cu+③二价铜离子被铁还原：2Cu2++Fe——2Cu++Fe2+通过上面三个反应所产生的一价铜离子与氢氧根作用生成氧化亚铜(“铜粉”)：2Cu++20H一一2CuOH——Cu20↓+H20镀液中产生“铜粉”后，如果过滤不净便会附在镀件上，使铜镀层粗糙或产生毛刺，影响镀层质量。

发现这种情况可以加强过滤，或加人30％的双氧水使一价铜氧化成二价铜，后者再与焦磷酸根络合：2Cu++H202+2H+一2Cu2++2H20Cu2++2 P2074-一—[Cu(P207)2]6一二、常见故障及其排除方法(1)镀层粗糙、毛刺和结瘤基体金属或预镀层粗糙，镀液中有“铜粉”或其他固体悬浮粒子，镀液中有机杂质过多，铅等异金属杂质过多或被CN一沾污，镀液pH过高，温度偏高，电流密度过大，阳极溶解不正常，铜含量过高或焦磷酸钾含量过低等都会引起镀层粗糙、毛刺和结瘤。