电镀添加剂的相关特性以及原理

    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。

     电镀添加剂现在已经公认是现代电镀技术中的核心技术。很多电镀液没有电镀添加剂就根本不能工作，完全镀不出合格的镀层。例如像酸性光亮镀铜、酸性光亮镀锌、光亮镀锡等。如果镀液中只有主盐和辅盐而没有相应的添加剂，镀出来的通常都是粗糙镀层甚至没有镀层，而当加入添加剂后，就可以得到光亮平整的镀层。因此，电镀添加剂在电镀技术中有举足轻重的作用。

     现在从事电镀添加剂研发、生产和销售已经成为一个很有规模的产业，并且有许多是国际著名的公司参与。 现在，事实已经证明，如果将电镀配方当做电镀的核心技术的话，那实际上说的是电镀添加剂技术。因为很多电镀液的基本组成已经是公知的技术，但是电镀添加剂的配方则是技术机密。现在，电镀添加剂的研发和制造以及销售已经是一个持续发展和增长的行业，成为有机合成、精细化学和电化学等多学科支持的一个新兴行业。其中一个很重要的分支就是电镀添加剂中间体的研制和生产。

     应用广泛的电镀工艺有镀锌,镀铜,镀镍,镀铬,镀银,镀锡,镀铜锌合金,(仿金电镀),铜锡合金,锌镍合金,镍铁合金等.镀液有酸性,弱酸,碱性之分.不同类型的电镀工艺只能加入不同种类的添加剂,因此电镀添加剂的种类十分复杂,给电镀添加剂的分类带出困难.以下是本人根据电镀添加剂的对镀液和镀层和作用的不同所作的分类,不一定准确和全面.(同时,本分类仅包括电镀液中的添加剂,不包括电镀的前处理,后处理,也不包括化学镀,阳极氧化等其他表面处理工艺.)

    电镀添加剂与辅盐不同的是，用量比辅盐少得多，而作用比辅盐大得多。电镀添加剂中最大的一族是光亮剂，其他还有走位剂、柔软剂、抗针孔剂、沙面剂等。电镀添加剂的奇妙就在于，其用量非常少，每升镀液中只需加入几毫升，现在更有只加零点几毫升的。但是一旦加入，就有明显的作用。比如，我们用硫酸铜和硫酸配成镀铜液，如果不加入光亮添加剂，镀出的镀层根本就是不能用的粗糙无光的、甚至呈朱红色铜粉状的沉积物。但是，只要我们往这种镀液里每升加入1～2mL光亮剂，再镀出的镀层就呈现出光亮细致的亮紫铜色。很多镀种，比如镀镍、镀锌、镀锡、镀合金等，都有这种现象。

    再比如镀镍的脆性问题，如果不加入柔软剂，镀出的镀层会有内应力而发脆，有时会因太脆而开裂。但加入柔软剂后，就可以使内应力大大减小，甚至出现零应力状态。而其添加量则是很小的，只能是零点几至几毫升。如果加多了，反而会产生另一个方向的应力。

    那么电镀添加剂为什么会有如此奇妙的作用呢?这是因为所有的电镀添加剂都是在电极表面的微区域内起作用的。在微观表面的界面内，即使是单一的分子膜就已经是一种重要的改变。所有这些微少量的添加剂之所以能起大的作用，主要是因为这些添加剂是在阴极区间的表面双电层内起作用的，有着类似表面活性剂的性质，只要单分子膜级别的添加剂进入双电层并干预金属离子在阴极还原的过程，就会使镀层的结晶发生改变，向着我们期待的结果变化。电镀添加剂的作用可以认为是以添加物对电结晶过程进行的一种干涉。

    曾经有许多间接的测量技术证明了电镀添加剂的表面活性作用。比如微分电容曲线、极化曲线、旋转电极曲线等。现在，更有表面直接观测的微电子技术可以更加直接地了解各种有机物对阴极过程的影响。理想的状态是要进入这样一种时代，那就是能够了解和设计基团或结构，让特定的结构去完成特定的表面干扰作用，以改变以往多少是盲目地摸索的研发过程。但是，在能够真正完全按我们的意志合成添加剂以前，电镀添加剂的研制就多少带有炼丹术式的神秘。

资讯来源：扬州化工原料 生产商 扬州领航化工有限公司