巧用霍尔槽维护电镀液解读.doc

巧用霍尔槽维护电镀液
1光亮酸性镀铜
2．2．1 使用相同的小整流电源(应是低纹波的)和
电镀溶液的性能总会随着使用而不断变化，其
相同截面与长度的直流输出线(保证电压降基本一
影响因素甚多。要想使镀液性能指标保持在最佳或
致)，若电压高于正常值0．3V以上，则可能硫酸偏
良好状态，就应及时进行调整。调整依据可来自三
少，补加3mL／L一5mL／L浓硫酸再试。
个方面：其一，凭经验，依据镀层状况得出结论；其
2．2．2 若铜含量正常，生产中阳极面积足够(sA：SK
二，凭化验结果；其三，凭试验结果。
≥2：1)，却出现电压升高，电流减小现象，先检查阳
经验往往具有局限性，经验的积累要有相当的
极板导电是否良好(清洗接触处)，若仍有此现象，则
实践经历和总结能力；而对一项新工艺，刚开始使
阳极已钝化，可能硫酸过少，补加8mL／L一10mL／L
用，则谈不上经验。
浓硫酸。
分析化验结果的准确性受多方面因素影响，如
2．2．3 若加足光亮剂，高中DK区光亮性仍不足，低
分析人员的素质、水平与熟练程度、分析手段、分析
DK区光亮范围窄，而试验时电压又低于正常值
方法等。而现代电镀广泛采用的多种复配的有机添
0．5V以上，则可能硫酸过多(正常生产时因带出损
加剂、光亮剂等几乎无法分析。分析化验有时是必
耗，硫酸应呈减少趋势。硫酸过多，或是镀前采用硫
不可少的，如合金电镀时镀液及镀层中合金组分的
酸活化时清洗不良带人或不慎一次加入过多)，应试
比例，难以用其它方法判定。但若凭一个不准确化
验稀释镀液，补加硫酸铜及光亮剂。
验结果来调整镀液，有时也会搞得一塌糊涂。
2．3 氯离子判定及处理
镀液性能变化后必然要从镀层上反映出来，要
2．3．1 若镀层亮度很差，补加混合光亮剂或分别补
想从一张试验试片上反映出宽电流密度范围内的镀
加光亮剂组分试验，均改善不大，高DK区镀层有发
层状况，最简单的办法还是赫尔槽试验。利用
花现象，磷铜阳极上不易生成黑膜，则可能氯离子含
250mL赫尔槽试验，是笔者几十年搞新工艺、添加剂
量低于20mg／L(正常为40mg／L一80mg／L)，可按
开发及日常维护镀液的最主要手段。
0．08mL／L一0．1mL／L量加入盐酸(冲稀20倍便于计
本文就最常用镀种如何利用赫尔槽试验来调整
算)后再试。若补加后光亮整平性明显提高，则可确
镀液加以小结，供同行参考。
认Cl一过少，再仔细试验最佳加入量。
该镀种镀液成分简单，但却是很难维护好的镀
2．3．2 若高中DK区光亮整平性良好，低DK区很
种。笔者考虑生产成本，一直采用国产心型光亮
差，硫酸含量又正常，调整光亮剂及加人PN
剂，并不断对其配比、光亮剂组分加以完善改进。采
0．02mIA,一0．04m[／L 或AESS 0．04m[／L 一
用“中酸、中铜”工艺装饰性电镀，调整得当时，赫尔
0．08mL／L~果均不明显，则可能Cl一过多，此时应作
槽试片1A搅拌镀5min，试片能达到全光亮且具有
除氯，再试。
较好整平性，生产中允许DK可达5A／din2。电源应
2．3．3 怀疑cl一过多时，实践证明用氰化亚铜除氯
是低纹波的。
效果比较好。
2．1 铜含量判定
方法为：按0．1g／L一0．2g／L量称取氰化亚铜，
光亮酸性镀铜，应有足够的阴极浓差极化，才能
认真研成细粉状，用少量水调成糊状，在不断强烈搅
有好的分散能力和宽的光亮范围，硫酸铜的含量以
拌下慢慢加入镀液，搅拌、静置、过滤(理论上去除
150g／L一170g／L为宜。
1g Cl一需2．5g氰化亚铜)。若除Cl一后低DK区光亮
2．1．1 2A静镀3min，高端应有1cm左右烧焦。用
性明显提高，则可确诊为Cr过多。若氰化亚铜加
细玻棒在试片表面大约1s来回搅拌一次，则无烧
入过量，则Cl一会过少，整个试片亮度均差。
焦，铜含量基本正常。冬季气温低时，搅拌情况下允
生产中难以定量时，宁可加入稍过量的氰化亚
许约3mm左右烧焦。
铜，将cl一几乎全部除去，再按0．1Ⅱ L／L量加入浓盐
2．1．2 若2A静镀无烧焦，则铜含量过高，应稀释镀
酸，重新提供所需cl一。
液，补加硫酸和开缸剂。液温低于10~C时，镀液中
用氰化亚铜除氯比用硫酸银省得多，比用锌粉
铜含量过高，阳极溶解不良，阳极极化过大，铜阳极
效果好得多。用氰化亚铜除cl一后应认真过滤镀
还易钝化。
液。
2．1．3 若静镀烧焦大于1．5cm，则铜含量不足，应试
2．4 光亮剂调整
验补加硫酸铜至烧焦约1cm。
2．4．1 试验加入光亮剂后，光亮整平性提高，半光
2．2 硫酸含量判定
亮与全光亮区无明显分界，则光亮剂过少，根据实验
新配镀液时，硫酸以5o L一6o L为宜。过
结果补加光亮剂。
多，光亮整平性差；过少，电导率低，低DK区光亮范
2．4．2 若高中DK区光亮整平性异常好，而光亮与
围变窄，阳极易钝化，在正常镀液作赫尔槽试验时，
半光亮区可见明显分界，则光亮剂过多。此时若加
应对所用电源及直流导线，记录不同液温时电流与
入约0．04mL／L AESS或PN类低区走位剂，则无明
电压的对应数据，以便作为日后的判断依据。
显分界，可补充这类组分；但若加入后镀层发雾，则
不能加入，可按0．1Ⅱ1L／L一0．2mL／L量将双氧水冲
但PN、AESS之类均不能加人过量，否则镀层会
稀l0倍以上在不断搅拌下慢慢加入，破坏部分光亮
产生灰雾。GISS有可能降低镀层整平性。
剂。注意双氧水不宜一次加入过多，否则残存物有
2．6．4 用H1(四氢噻唑硫酮)代替M、N，组成简单，
害。
但H1的温度特性差，必须同时加人PN、AESS之类
2．4．3 光亮范围窄
才行。
染料型光亮剂光亮范围较宽，但温度范围较窄，
熟悉了赫尔槽试验，可用它改进光亮剂组分及
因染料“盐析”或分解易造成镀层麻砂，笔者宁可采
配比，再结合生产实践考核，可对光亮剂不断加以改
用非染料型，加以及时精细调整，也可有较宽的光亮
进、提高。
范围。
3 光亮镀镍
(1)若高中DK区光亮整平性正常，低DK区亮
影响光亮镀镍效果的因素太多，而不仅仅取决
度不足，补加光亮剂及低区走位类组分后仍改善不
于光亮剂。利用赫尔槽试验可以调整出良好的效
大，则可确定为光亮剂质量不良或cl一含量不正常；
果。
(2)怀疑Cl一过多时，按2．3．3方法试验；
3．1 硼酸含量的判定
(3)调整Cl一含量效果不明显，则为光亮剂问
硼酸被广泛用作微酸性电镀液作pH缓冲剂。
题，此时：
在光亮镀镍中，硼酸还有细化结晶，提高光亮整平性
a)若低DK区镀层侧看泛红，可试加M或N，看
及扩展低D 区光亮范围的作用，应予充分重视
有无改善(液温高时，M消耗较快)；
其含量以控制在使用液温下无结晶析出为限。
b)加入约0．04m[／L PN、AESS，看有无改善。
3．1．1 从低温结晶状况判定
(4)加入M、N、AESS、PN均无明显改善，则试验
低温镀亮镍至今尚未开发成功，液温一般在
是否硫酸过多，硫酸铜过少。
55~C一60℃，不能低于45℃。用烧杯取热的镀液，冷
2．5 有机杂质判定及处理
却至室温，应有较多结晶；若结晶太少甚至无结晶，
光亮剂分解产物积累过多后，应予处理。
肯定硼酸少(可与含量45g／L一5Og／L的正常镀液作
2．5．1 若试片表面有一层发灰的疏松膜层，用手可
比较)。不连续使用的亮镍液，重新加温后，应先将
擦去，擦除后镀层仍光亮，则有机杂质过多。
槽底结晶的硼酸充分搅溶后再生产，否则镀液中实
2．5．2 处理有机杂质可按下述办法进行：
际含量不足，会影响电镀效果。
(I)按8mL／L一10mL／L量加入双氧水(不可用
3．1．2 赫尔槽试片上的反映
高锰酸钾，因引入Mn2 有害)，认真搅拌半小时以
55~C左右搅拌镀3min(2A)，若试片高中DK区
上：
有灰白现象(润湿剂又足够时)，$t,；01I 5g／L左右硼酸
(2)加温到6o℃左右，保温4h以上。保温期间
则有明显好转，为硼酸不足。
每隔20min搅拌3min一5min，以充分氧化有机杂质
55~C左右1A搅拌镀5min，若低区光亮性不足，
及去除残存双氧水；
而pH值又不低，光亮剂足够，可试加5g／L左右硼
(3)加入5g／L一8g／L化学纯活性碳(不可用工
酸，若有明显好转，则硼酸不足。
业级，否则会引入过多Cl一)，搅拌20min以上。静
3．2 镍盐判定
置后认真过滤；
新配亮镍液，55~C左右3A静镀3min，试片高端
(4)冷却至室温后用赫尔槽试验，确认镀层已成
应无烧焦。若生产槽液，赫尔槽2A静镀都有烧焦，
暗铜后，按新配量加入开缸剂，补加少量硫酸后再
而pH值正常，不差硼酸，则主盐不足。此时可视情
试。若因加入活性碳后cl一过量，应进行除氯处理。
况$t,；01I镍盐。当氯化镍正常时，镀液应带墨绿色；若
2．6 lVlN型光亮剂的改进
镀液只是淡的绿色，可能氯离子不足，应补加10g／L
2．6．1 书本上经典lVlN型酸铜配方中，光亮剂组分
左右氯化镍；若镀液带墨绿色，可补加20g／L左右硫
含量范围太宽，其最佳组合应该根据所购材料性质，
酸镍。
通过赫尔槽试验确定出最佳比例。聚乙二醇含量提
主盐浓度不足，不仅烧焦区宽(允许DK小)，光
高至1．5倍一2．5倍。P原用分子量6000的，现主
亮整平性也变差。
张用8000—12000的，夏天P含量应比冬天高，否则
3．3 氯离子判定及调整
整平性差，甚至镀层起麻点。
氯离子在亮镍液中通常用于阳极活化剂，防止
2．6．2 近年不少人认为，采用BSP(苯基聚二硫二
镍阳极钝化。实际上，由于氯化镍的扩散系数远比
丙烷磺酸钠)代替sP，效果好得多；加入部分TPS(三
硫酸镍大，因此，足量的氯离子有助于提高镀镍液分
甲基甲酰胺磺酸钠)，光亮剂组分变化会慢些，有利
散能力和扩展低DK区光亮范围，其作用有时还非
于减少故障，但镀层钝化更快。
常明显，因而新配液的氯化镍含量不宜低于45g／Lo
2．6．3 加人PN(聚乙烯亚胺烷基盐)既有低区走位
3．3．1 从镀液颜色判定
作用，又能提高镀液允许液温(有人称PN为“高温
当氯离子少时，杂质少的镀液呈浅绿色；而当氯
载体”)。加入AESS或GISS之类低区走位剂有利于
离子足量时，应带墨绿色，但当镀液中Fe2 、Cu2 及
扩展低DK区光亮范围。
有机杂质过多时，色泽也深，因此，从颜色判定，应有
足够经验。
3．5．3 低DK区光亮性差
3．3．2 赫尔槽判定
提高低DK区光亮性，一直是追求的目标，这对
当镀液pH在4．6—5．O(用原上海试剂三厂3．8
滚镀亮镍特别重要。性能良好的光亮剂在正常的镀
— 5．4试纸测量)时，1A搅拌镀5min，低区光亮性
液中，1A搅拌镀5min，试片应达全光亮。
差，补加光亮剂后效果仍不理想，若补加8g／L一
2A搅拌镀5min，若高中DK区亮度不足，补加光
10 L氯化镍，改善明显，则肯定氯离子不足。
亮剂后，试片均光亮，则系光亮剂过少，光亮剂质量
3．4 润湿剂的判定
可以。对于分为主光剂与柔软剂两种的添加剂，当
润湿剂不仅能降低镀液表面张力，防止气体针
比例失调后，低DK区亮度也不足。多数柔软剂中
孔麻点，它们也是表面活性物质，能起到阴极极化作
除初级光亮剂外还加有低区走位及杂质掩敝类中间
用。试验过多次，新配亮镍液不加润湿剂时，很难得
体，多加一点柔软剂，也可能改善低DK区光亮性。
到光亮细致镀层，甚至赫尔槽试片高中DK区镀层
但柔软剂加入过多。可能镀层含硫过重，镍层易钝
发花。某些润湿剂还可扩展低DK区光亮范围。
化，套铬时可能发花、易起黄膜。
3．4．1 从表面张力判定
补加光亮剂或柔软剂后，高中DK区光亮性很
用十二烷基硫酸钠(K12)时，取一段细铁丝或铜
好，低DK区仍差，则可能是：
丝，绕一个夺10o～,I,12o圆圈，从镀液中轻轻提起，若
(1)光亮剂本身光亮范围不宽，应换用性能良好
其上一层液膜在10余秒钟不破，则润湿剂足；若无
的光亮剂或加入适量性能良好的低区走位剂，再试；
液膜或不能维持5秒，则润湿剂不足。也有人认为，
(2)pH值过低。若因镀液主盐浓度过低镀层易
若用咖圆圈，液膜30秒都不破，则润湿剂过多。
烧焦时，不及时补加镍盐而靠调低pH值来应付生
空气搅拌时采用低泡润湿剂，其对表面张力的下降
产，则只会加大光亮剂用量及消耗量，低【)K更难镀
作用差些。圆圈直径可依润湿剂种类不同，摸索出经
亮。应补加镍盐，调高pH值再试；
验。
(3)硼酸过少也影响低DK区光亮性及整平性，
3．4．2 赫尔槽试验时的反映
试加入10 L硼酸再试；
要从赫尔槽试验判断润湿剂是否足量，只能在
(4)氯离子过少，光亮范围也窄，试加10 一
静镀时仔细观察电镀时试片表面气泡滞留情况及镀
20g／L氯化镍再试；
约10min。镀层较厚时看镀层有无麻点。若试片在
(5)杂质过多。特别是是采用铜— 镍一铬工艺
搅拌镀时，高DK区有发花现象，加入润湿剂后则不
时，亮镍液中很易引入铜杂质，铜不太多时，低DK
发花了，说明润湿剂太少。采用十二烷基硫酸钠作
区亮度差，过多时，低DK区镀层发黄、发灰甚至发
润湿剂，搅拌镀时镀液表面应有较多气泡；若气泡太
黑，加光亮剂起亮效果也差，应除铜后再试。加入低
少甚至无气泡，则K12过少。
区走位剂有时也有效。
3．5 光亮整平性试验
3．6 杂质判定
光亮剂无法分析，常用赫槽试验来作调整。
3．6．1 铜杂质及其处理
判断是否因光亮剂不足或质量不良引起光亮性
赫尔槽1A搅拌镀3min，若镀层低DK严重发
差或光亮范围窄，应首先确认硼酸、润湿剂、主盐、
灰，甚至发黑，试片上方也有一线发黑，最大可能是
a一、pH值等正常，因为这些条件不好，也会严重影
铜杂质过多。此时可试加黄血盐稀溶液，搅拌、过滤
响光亮效果。若要比较不同光亮剂的效果，应采用
后再试。若明显好转，则肯定铜杂质过多。再精确
同样的基础液。若只在旧溶液中补加新选择的光亮
试验黄血盐最佳加入量。加黄白盐或QT除铜剂的
剂，则受旧液中原光亮剂的影响，可能造成比例失调
最大麻烦是生成的沉淀多，过滤麻烦。市面上有多
或协同效应不一样而影响试验结果。
种除杂水，当铜杂质不多时，加入后络合共沉积，将
3．5．1 整平性判定的简易方法
铜杂质镀出来。但应随时、经常使用，一旦铜过多，
无粗糙度测试仪器的企业，只能用简易办法判
效果也就不太明显。这类物质加多了也有害处。会
定整平性。其方法如下：用铜试片，磨光抛光成镜
影响镀层光亮性。因此，仔细操作，尽量减少铜杂质
面。手工除油后，用640号以上的水砂纸，在试片中
的引入，才是至关重要的。
部沿长度方向用手工细心均匀地拉出宽约5mm的
3．6．2 硝酸根
一条细砂路子，镀后比较砂路的填平程度及范围。
铜件镀镍前多数仍离不开用含硝酸或硝酸盐的
整平性良好时，2A搅拌镀5rain，从高端算起，应有
酸洗液进行酸洗，清洗不净，易向亮镍液引入硝酸
6cm一7cm长度的细砂路被填平。
根，加入劣质硫酸镍，也易引入NO 一。
3．5．2 高中DK区光亮性不良
赫尔槽3A静镀3min，若高端烧焦，起皮且发
试片直接用细砂纸砂平，均匀而不抛光，2A搅
黑，可能NO3一污染。再用无镍层的铜试片lA搅拌
拌镀3rain，若高中DK区亮度不足，按配方量的1／3
镀3min，若低区镍层漏镀，则肯定无疑。
补加光亮剂，应得到很光亮镀层。若光亮剂加后光
确认NO3一污染镀液后，可在强烈搅拌下试加稀
亮性仍差，再按1／3量补加，还不行，则为光亮剂本
的亚硫酸氢钠溶液(约0．01 rnL)，250mL镀液中加
身质量不良或主盐、硼酸太少，镀液太稀。
lmL，搅拌数分钟，再加热后用铜试片lA搅拌镀
3min，若漏镀明显减少，再试验确定加入量。注意，
热到高于试验温度4cc一5cc。赫尔槽中放入一支
过量的还原剂又反而使漏镀区加宽，且亮镍层易泛
玻璃温度计，倒人镀液，观察温度计，当板吸热，液温
黄。若不慎将亚硫酸氢钠加入过量，可再试加
下降到欲试验温度时，放入试片，立即开电，迅速调
0．2mL／L一0．5mL／L双氧水，加温搅拌15min以上，
电流至5A或10A开镀。取出试片后冲洗干净，观
再试。
察并记录光亮铬层范围。
3．6．3 铬酸根
4．2 硫酸根含量调整
亮镍槽离铬槽太近，因铬雾可能引入CrO4 ，
若试片光亮范围窄(例如赫尔槽10A lmin小于
少数情况下挂具可引入，笔者也经历过向亮镍液中
5cm)，低区又无黄膜，可能so4 一过多。(一般采用
加入镀铬液的恶性事故。
镀液回收措施时，so4 一含量有增加趋势)。此时试
赫尔槽2A静镀3min，若采用十二烷基硫酸钠
加碳酸钡沉淀过多的so4 ，至低区刚无黄膜。若
作润湿剂，可见产生气泡异常增多(铬酸根使阴极电
光亮范围明显加宽，则证明so4 过多。按试验量
流效率大大下降)，镀层发灰(硝酸根不会使镀层发
的2／3加入大槽。注意不可一次加碳酸钡到位，因
灰)。铜试片lA搅拌镀3min，低区严重漏镀，则很
当时生成部分铬酸钡沉淀，过一夜，铬酸钡会转化为
可能为铬酸根污染。
溶度积更小的硫酸钡，so． 一又会偏少(最佳分散能
此时可试加保险粉(连二亚硫酸钠)溶液，加热、
力的硫铬比并非100：1而是155：1)
搅拌、过滤后再按上法试验。若T7l(上升，低区漏镀
4．3 铬酐含量判定
减少，则C 一污染无疑。彻底去除C ，要加
简单方法测镀液波美度，查表，大致判定铬酐含
过量保险粉，而其过量后，镀层低D 区又可能发
量。赫尔槽试验时若高端烧灰而光亮范围又窄，槽
灰、发雾。此时可试加较大量双氧水，加温到55％
电压高，则铬酐过少，可补加213。g／L再在同样温度下
一65℃ ，搅拌20min以上，氧化保险粉，再试，直到镀
试，至高端不烧灰，光亮范围足够宽。
层正常(同时要调整光亮剂)。
在镀铬时，铬酐的绝对含量允许范围很宽，可从
4 镀铬
50 L一600g／L，更重要的是硫铬比、杂质含量、液温
镀铬用添加剂林林总总，不好一概而论。此处
与阴极电流密度的交互影响。
仅就普通镀铬如何用赫尔槽试验将光亮范围调至最
4．4 三价铬的判定
宽(可达7．5era一8．0era)，以满足复杂件装饰性套铬
在含铬酐220g／L一250g／L又无添加剂的普通
谈一些体会。
镀铬液中，三价铬以3g／L一4g／L为宜。过多，光亮
4．1 镀铬赫尔槽试验的特殊要求
范围窄；过少，低D 区易起彩膜。
对镀铬液作赫尔槽试验，比一般镀种要求高。
当试片低区隔无铬层几毫米外有带彩的黄膜
4．1．1 试验电源
(硫酸少时产生的黄膜是紧靠铬层的)时，则可能三
必须采用低纹波输出的5A或10A小电源。单
价铬过少，此时可滴加双氧水再试，使刚无彩膜。生
相全波整流加电容滤波尚达不到波形要求。可用
产中最好加草酸还原六价铬，但草酸反应速度慢。
VMOS管作控制的恒流电源或具有稳流功能的小型
当采用含锡量达20％左右的铅锡阳极时，若阳极总
高频开关电源。若为普通单相桥式或全波整流小电
表面又足够大，三价铬有减少的趋势。三价铬过少，
源，应另串接电感量和电容量足够大的兀型滤波器，
镀液色泽为透明度好的棕红色；含量适当时，应略带
将直流纹波系数降至5％以上。否则试验结果对生
黑色。有经验时，根据镀液颜色，大致判定c 的
产无指导意义。
多寡。
4．1．2 试片
低浓度镀铬、稀土镀铬时，应视三价铬为有害杂
试片上应是保证处于活化状态的亮镍层。最好
质，其含量越低越好。
是新镀亮镍层的试片并存放在稀硫酸中，试验前清
生产中控制CI3 可采用含锡20％ 和7％ 一8％
洗，再用很细的水砂纸轻轻打磨后，洗净表面，立即
两种组分的铅锡阳极，调整其比例，以基本稳定
镀铬。
CI3 。CI3 少了好办，而过多时要减少，则较麻烦。
原因是钝化了的镍层上镀铬时光亮范围窄，易
4．5 效果
起黄膜。而现代镀镍光亮剂中含硫组分多，镍层易
在含铬酐220g／L一250g／L而不含氟化物、添加
钝化。钝化程度不同，铬层光亮范围也不一样，试验
剂的普通镀铬中，若经过赫尔槽试验对镀液进行精
结果误差大，重现性不好。
心调整，在36cI=左右镀装饰铬时，光亮范围可达
最佳办法是镀亮镍后在含氯化镍和盐酸的闪镀
70ram 一85mm。
镍中闪镀20余秒，再镀铬。
在镀亮镍后再闪镀镍2O余秒，在极薄的纯镍层
4．1．3 试验方法
上套铬能对复杂件实现低温镀铬(现代亮镍添加剂
5A电源取镀铬液125mL，10A电源取250mL，阳
中含硫中间体组分多，亮镍层易钝化，而在钝化的镍
极最好为含锡18％ 一20％的薄铅锡板，开5A或10A
层上套铬，一是易起黄膜，二是光亮范围窄)。
电流镀lmin。
低温套铬，节电近二分之一，且基本不产生铬
接好电源，夹好试片和阳极，镀铬液先用烧杯加
雾，有利于清洁生产。此法已在大生产中应用了几
年。
于1cm，则可能氯化钾少，逐次补加氯化钾，使无镀
5 氯化钾型微酸性镀锌
层区达最小。深镀能力良好的镀液，可以做到低区
5．I 锌含量判定
全有彩色钝化层。
由于氯化钾镀锌液中无强络合剂，镀液先天不
5．4 光亮剂
足之一是分散能力与深度能力均不良好，液温高时
光亮剂过少，镀层亮度差；光亮剂过多，烧焦区
更差，不如锌酸盐镀锌，更不如氰化物镀锌。有人在
宽，镀层发脆，耐蚀性更差，兰白钝化层易泛黄、泛
镀液中加入氯化铵来加以改进，笔者认为是不可取
彩，低铬彩钝易脱膜，色彩变淡更快，故应少加勤加。
的，其原因主要有二：
将镀液pH值调至约4。0，若镀液发浑、发白，甚至有
(1)由于NH4 会络合溶解锌，促进锌阳极溶解，
油状物析出，肯定光亮剂过多或质量不良。过多的
特别在液温高时，锌含量增加很快。锌高了，浓差极
光亮剂是难以用活性碳吸附去除的。
化减小，分散能力与深镀能力又会下降，而靠减少锌
市售氯化钾镀锌光亮剂林林总总，但质量相差
阳极来对付，电源分布更不均匀。以前在搞铵盐镀
甚大，有的冬天好用夏天则不好用，有的易起条纹，
锌时，就为此而很头痛；
有的镀层易发黄，这与载体质量、苄叉丙酮质量、辅
(2)废水中氨氮难以处理，其排放标准为
助光亮剂的选择与配比等诸多因素有关。采用邻氯
15mg／L，很易超标。
苯甲醛作主光亮剂，起光速度快，用于镀白锌尚可，
实践证明，在氯化钾镀锌时，必须保持足够的浓
而彩钝膜的附着力非常差。故应通过认真比较、筛
差极化，故主盐浓度不能高，特别是滚镀。
选来确定。
赫尔槽2A静镀3min，在pH值正常时，挂镀以
赫尔槽1．5A静镀5min，若高中DK区亮度不
烧焦lcm一1．5cm为宜，滚镀则应有2cm一3cm。烧
足，补加补充剂(B剂或光亮剂)3mL／L一5mL／L，若
焦区过窄，则锌含量过高。此时应检查造成锌高的
光亮性明显提高，则B剂过少，试验确定补加量。
原因，针对问题加以解决(如锌阳极质量不良，平时
若高中DK区亮度正常，低DK区亮度差甚至灰雾，
pH值控制过低，镀前酸洗后清洗不良而带人过多
适当调高pH值，再补加硼酸及氯化钾后均不理想，
酸，一次误加氯化锌过多，长期停用未出取锌板等)。
试加开缸剂(A剂或柔软剂)4mE／T,一5rnL／L再试，若
锌过多时，一是稀释镀液补加其它材料，二是可
明显改善，则确定最佳加入量，生产中A剂与B剂
试验在强烈搅拌下慢慢加入适量硫化钠稀溶液，沉
应按摸索出的补加比例同时添加。
淀部分锌离子。烧焦区过宽，先查pH值是否过高
5．5 深度能力的改进
(最佳为5．0 5．2)。若pH调正常后还不行，可适
任何光亮剂都做不到按配方比例同步消耗，总
当补加氯化锌，平时应及时检查锌阳极是否已过短、
会有比例失调的现象。生产量较大的厂点应备有常
过小，并应保持足够大的阳极面积。
用的组分材料供自行调整用。
5．2 硼酸判定
氯化物镀锌光亮剂分为载体光亮剂、主光亮剂、
硼酸在镀液中不仅起pH缓冲作用，对细化镀
辅助光亮剂三大类组分。载体光亮剂既要求对苄叉
层结晶、提高镀层光亮性和光亮范围也有很大作用。
丙酮的增溶性好(即同样体积载体中允许溶人的苄
实际使用时应根据液温，维持在接近饱和的状态。
叉丙酮多而冷却后不易结晶析出)，又要求高温特性
5．2．1 冷冻法
好，本身在阴极上的吸附特性好。主光剂对高中D
取镀液放在冰箱中冷却至5cI=一8cI=，应有较多
区亮度影响大，辅助光亮剂主要能扩展低D 区光
结晶析出，否则在室温下硼酸过少，至少应补加5g／L
亮范围、提高分散能力。
一10g／Lo
实践证明，主光亮剂用苄叉丙酮(特别是质量不
5．2．2 赫尔槽试片上的反映
良时)，镀层易产生灰雾状；邻氯苯甲醛亮度好，但彩
1A静镀5min，逐渐分次补加硼酸，若光亮性明
钝层附着力差。扩散剂NNO能提高分散能力，但降
显提高，光亮范围明显加宽，则硼酸过少，再精细试
低阴极电流效率(镀时析氢加剧)。
验应补加的硼酸量。
苯甲酸钠和烟酸可提高电流效率，细化结晶，但
5．3 氯化钾的判定
降低分散能力(用赫尔槽试片三点法进行过多次测
主要作为导电盐的氯化钾，其加入量应适当。
试)。适量的烟酸对提高深度能力有好处，但过多，
含量恰当时，镀液电导率最佳；过多或过少，都会降
反而对低DK不利。
低电导率，从而使分散能力、深镀能力下降；太多时，
赫尔槽小电流试验，分别补加不同组分，可将深
添加剂还可能因盐析现象而呈油状物析出。
度能力调至最佳状态。
赫尔槽0．5A静镀5min，若低区镀层光亮性差，
试验及大生产应用证明，少量味精能提高深镀
补加4mL／L一5mL／L开缸剂(A剂)或柔软剂，改善
能力，但长期加入后效果不再明显。加入0。05g／L
不大，试加氯化钾1Og／L一20g／L，若光亮性提高，则
1，4一丁炔二醇，则能明显提高深镀能力和低DK区
氯化钾少。
镀层光亮性，比加味精好。
赫尔槽0．3A静镀3min，在pH值为1．5—2。0的
5。6 铁杂质的判断
低铬彩钝液中钝化2O秒，吹干，若低区无镀层区宽
赫尔槽1。5A镀5rnin，清洗后用2％左右硝酸出
光，高中DK区镀层发暗、发乌甚至发黑，则镀层中
此时应减少锌阳极，增加铁阳极。若苛性钠含量低
铁杂质夹附过多。
时，可补加苛性钠，增大锌碱比a。
除铁时用双氧水氧化二价铁易生成胶态氢氧化
6．2．2 苛性钠调整
铁，不易沉淀过滤。加高锰酸钾氧化几分钟后再加
苛性钠因带出及与空气中的二氧化碳反应会部
锌粉，则易生成絮状氢氧化铁沉淀。
分转化为碳酸钠，减少趋势比较明显，应及时调整补
过量的高锰酸钾有害，镀液静置过滤后应通过
充。赫尔槽0．5A静镀5min，试片清洗后在不大于
认真试验，再补加少量双氧水以还原残存的KMn04。
2％的稀硝酸中出光中和3s一5s，清洗后于pH值约
但双氧水亦不可多加，因为任何氧化性杂质对镀液
1．5的低铬彩钝液中钝化约20s，清洗后吹干，应不
都有害。
露底。若露底宽于5mm，则逐渐补加苛性钠，至露底
6 锌酸盐镀锌
最少。
氯化钾镀锌使用2O余年，也暴露出不少问题。
6．3 深镀能力的提高
基于对氰化物电镀的严格控制，锌酸盐镀锌的长足
试用过一些“二合一”光亮剂，发现深镀能力不
进步，对锌镀层防蚀力、钝化层抗变色力(特别是彩
理想。一是光亮剂问题，估计分子量不够大；二是多
钝)及盐雾试验要求严的镀锌产品(如出口件、汽摩
数电镀厂点不能保证良好的水质。按6．2．2试验方
零件)，近年来用户指明不要氯化钾镀锌的越来越
法，发现：
多，锌酸盐镀锌又有较快复苏的趋势。
(1)加人适量长春产DE一81或武汉产DPE一3，
这里不讨论采用高分子有机添加剂的“环保
有助于提高深镀能力；
锌”，仅就国产光亮剂的一般锌酸盐镀锌液的赫尔檎
(2)加人适量硫脲有一定效果；
调整提出一些看法。
(3)小心试验加人少量硫化钠沉淀重金属杂质，
对“环保锌”仅作过些试验，发现对水质要求高，
也有一定效果，但硫化钠切不可多加；
对杂质敏感而未敢用于生产。
6．1 添加剂的调整
近年来开发的将添加剂与光亮剂(醛类)通过缩
合反应生成的“二合一”光亮剂比已使用多年的DE
加香兰素的老工艺显现出明显优点，国内已有几种
性能较好的产品供应。苛性纳对锌仅有弱络合作
用，当无添加剂时只能得到无光灰色镀层。因此，首
先应检查光亮剂是否量足。
赫尔槽3A静镀3min，若镀层光亮性差，则应补
加2mL／L一5mL／L光亮剂再试，至满意为止。当无
冷却措施时，夏天液温高(特别是滚镀)，光亮剂消耗
大增，应及时补加。
目前锌酸盐镀锌液阴极电流效率不高、温升快、
光亮剂高温特性差的问题尚无大的突破。
6．2 锌碱比的调整
锌酸盐镀锌液中苛性钠与氧化锌含量之比常称
为“锌碱比”。早在上世纪70年代，日本小西三郎就
作过详细论述，指出锌酸钠是一系列复杂化合物，且
只有当锌碱比a≥10时镀液才稳定。苛性钠与氧化
锌含量最好通过化学分析来确定，当无分析条件或
分析误差大时，也可将其调整得较为满意。
6．2．1 锌含量的调整
赫尔槽3A静镀3min，若试片高区烧焦(出现灰
白粗糙镀层)大于5mm，则可能氧化锌偏低。应补加
锌酸钠调至烧焦区不大于5mm(为此，实验室应预先
配制已知浓度的浓锌酸钠溶液，存装于密封的塑料
瓶中)。
锌少时，若量太少，只好补加锌酸钠；若相差不
多，则应增加锌阳极、减少铁阳极，或用钻孔的除锈
后的铁筐，装进小锌块，利用宏电池原理，能较快使
金属锌溶人镀液。
若赫尔槽3．5A镀3min全无烧焦，可能锌过多。
(4)~JIJ人l0g／L左右酒石酸钾钠络合掩敝杂质
有一定效果，但不宜常加。及时用CK一778之类除
杂剂处理镀液杂质，也有好处。
6．4 镀层条纹的消除
锌酸盐镀锌液的黏度较大，表面张力较高，特别
当镀液因镀前酸洗后清洗不良而引人氯离子或苛性
钠质量不好而引人较多氯离子时，赫尔槽试片上有
时会产生竖状条纹。
实验及大生产证明，引人适量的表面活性剂可
以消除条纹。例如，加入十二烷基硫酸钠，既可消除
静镀时产生的条纹，又能在镀液表面产生薄层气泡，
起到抑制碱雾的作用。
7 结语
对如何用赫尔槽试验调整其它镀液(例如硫酸
盐镀锡、仿金镀等)不再赘述。文中介绍的方法均系
笔者多年实践中的体会。由于所用原材料、添加剂
的差异，不敢妄言对任何电镀厂都实用。
笔者深信不疑的是，一个电镀工作者，特别是搞
现场工艺管理的人，只要勤动手，善于总结经验教
训，多做点赫尔槽试验，总是有益无害的，或多或少
总会得到些启发甚至有新的发现。
熟能生巧，勤能补拙。良有以也。

读书的好处

1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。
8、读书要三到：心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。
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13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
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19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根