通常化学镀施镀温度较高，升高镀液温度不只能够进步镀液稳固性、升高消费老本，并且能够缩小镀液挥发量，从而起到节约动力以及维护环境的两重效用。设计中温或高温化学镀进程，有前景的计划是抉择合适的络合剂与增加剂。增加剂用量少，对堆积速率以及镀层功能影响明显，然而今朝对增加剂作用机理的钻研尚不敷深化。同时，因为活化步骤关系到化学镀发作与否、堆积速率快慢、镀层品质优劣等成绩，探究活化进程的机理、倒退新的活化办法等同样成为化学镀技巧改造的要害。

本文行使电化学试验办法和扫描电镜、能谱、X射线衍射等古代物理技巧探测了增加剂对化学堆积速率、镀层组成、描摹以及构造等方面的影响，并行使拉曼光谱、红外漫反射等谱学办法进一步理解增加剂的作用机理。与此同时，钻研了金属基体上化学镀的初期进程、碳纳米管以及碳酸钡陶瓷外表的无钯活化化学镀进程和单晶硅外表的间接化学镀进程，讨论了相干进程的机理。别的，钻研了镍-高磷化学镀层的耐侵蚀功能及其与宏观构造的关系。本论文的次要后果以下：

1.增加剂对化学堆积速率以及描摹的影响

探究了化学镀Ni-P以及Ni-W-P等体系中镀液组成以及增加剂的作用。试验发现，正在无增加剂的化学镀Ni-P液中，Ni2+、NaH2PO2浓度以及pH值的进步，可以使化学堆积速率放慢，并且Ni2+浓度以及pH值的进步无利于Ni堆积量的添加，而NaH2PO2则显著促成P堆积量的回升。镀液中含有增加剂时，发现硫脲(TU)有助于Ni2+的复原，但克制NaH2PO2的氧化;丙酸对Ni2+的复原以及NaH2PO2的氧化均有促成作用;而La2O3对NaH2PO2的氧化无利。

镀液中含有TU与没有含TU时镀层描摹有较年夜差异，后者外表颗粒粗大，截面中含有年夜量空地空闲，而前者颗粒尺寸年夜，截面空地空闲少，归因于TU克制成核进程及H+的复原。Ni-W-P化学镀层中的年夜颗粒是由许多小颗粒组成的，小颗粒中又蕴含着更细的颗粒。LaCl3经过升高镀层W含量而细化镀层颗粒尺寸。

化学镀Ni-W-P以及Ni-P体系中，对LaCl三、乳酸、Fe2(SO4)三、丙酸、硫脲、La2O3以及2,2’-联吡啶等七种增加剂对堆积速率的影响进行粗疏的钻研。发现它们对堆积速率的影响体现出较为分歧的变动法则，即随增加剂浓度的添加有个年夜堆积速率，基于此试验现实建设了一种吸附模子并导出增加剂减速化学堆积的实践公式。用实践公式对试验后果进行曲线拟合，失去相称吻合的后果。依据拟合后果失去吸附均衡常数，后果标明增加剂正在基体上的吸附均衡常数(K1)年夜于正在吸附的复原剂上的吸附均衡常数(K2)，即增加剂正在基体外表吸附才能更强。LaCl三、硫脲、La2O3以及2,2’-联吡啶的K一、K2值弘远于乳酸、丙酸以及Fe2(SO4)3的K一、K2值，这标明LaCl三、硫脲、La2O3以及2,2’-联吡啶的吸附才能远强于乳酸、丙酸以及Fe2(SO4)3的，因而，LaCl三、硫脲、La2O3以及2,2’-联吡啶所惹起的堆积速率峰值的浓度远小于乳酸、丙酸以及Fe2(SO4)3的。

2.若干无机增加剂的作用机理钻研

化学镀是一个共轭进程，辨别经过增加剂对镍离子复原以及NaH2PO2氧化的影响来理解的增加剂的作用机理。后果标明，增加剂次要经过外表效应起作用，如丙酸经过与Ni2+以及NaH2PO2构成外表络合物来促成化学堆积。丙酸与NaH2PO2构成份子间氢键，促成了P-H键的断裂，天生了·PHO2-两头物;丙酸则以“-OCO-”官能团与Ni2+构成桥式合营物，从而减速Ni的堆积。乳酸构造上以及丙酸类似，因而以类似机理促成NaH2PO2氧化，然而因为其α位上比丙酸多了一个羟基，乳酸与Ni2+可能构成螯合物，致使无益于Ni堆积。

尽管TU对Ni2+堆积起促成作用，然而TU对Ni2+阴极复原存正在两方面的影响。起首，它对镍晶核的构成有障碍作用，TU浓度越年夜，成核所需的过电位越高;其次，正在存正在镍晶核的外表上，TU对镍颗粒的成长起促成作用，藉此也可诠释TU对化学镀层描摹的影响。TU对成核成长的障碍作用与构成外表络合物无关，但外表络合物构成却能够减速镍的堆积。光谱钻研标明，TU以S原子正在铜基体上吸附，并且正在不Ni2+存正在时进行平卧式吸附，正在Ni2+存正在时吸附形式向垂直式吸附过渡。正在构成的外表络合物中，TU又以S原子以及Ni2+发作配位作用。

3.化学镀高磷合金耐蚀性及与宏观体构造关系

用极化曲线、交流阻抗以及差示扫描量热法辨别丈量了没有同P含量化学镀Ni-P合金的耐蚀性(正在5%NaCl溶液中)以及峰值晶化温度，发现镀层P含量正在21～22at%范畴内，耐蚀功能以及晶化温度都存正在一个极年夜值。XRD试验显示镀层呈非晶态构造，依据非晶态合金的菱面体单位构造模子(RUSM)，以P以及Ni所构成的键数随P含量的变动，正当地诠释了化学镀Ni-P合金镀层的耐蚀功能以及峰值晶化温度的极年夜值景象。同时经过丈量镀层密度并与RUSM密度公式的实践较量争论值比拟，证实了采纳RUSM构造模子的正当性。

4.金属基体上化学镀初期的电化学检测

试验发现，化学镀Ni-P体系中低碳钢基体的夹杂电位随工夫的变动与pH值随工夫而升高相干。没有同pH值下的丈量后果标明，pH值的升高会减速化学镀的引发进程。柠檬酸钠浓度对夹杂电位的影响没有年夜，然而柠檬酸钠浓度以及pH值惹起夹杂电位正移能够诠释化学堆积速度缓解的景象。

正在化学镀Ni-W-P体系中，电极预解决、镀液组成、温度、pH值和增加剂等对夹杂电位的影响标明，电极未经酸洗将延缓化学镀的诱发进程，夹杂电位-工夫曲线上呈现的三个电位阶梯辨别对应于氧化膜、基体以及镀层的夹杂电位;进步Na2WO4以及Na3C6H5O7浓度、退出增加剂、减小pH值均会减慢化学镀的诱发工夫，温度低时化学镀进程难以诱发。

正在化学镀Ni-W-P以及Ni-Cu-P体系中，夹杂电位从基体稳固电位往镀层电位跃迁以前，基体外表已发作化学镀进程，镀层正在基体上盘踞肯定比例如12%当前，才发作电位跃迁。

以上试验同时标明，夹杂电位随工夫变动的测定尽管简略，但能为理解化学镀初期进程提供疾速便捷的有用信息。

5.碳纳米管以及陶瓷外表无钯活化化学镀钻研

提出了碳纳米管以及陶瓷外表无钯化学镀镍的活化工艺步骤，并对各工艺步骤先后基体上的化学变动进行检测。后果标明本文提出的活化工艺步骤的本质是经过正在碳纳米管以及陶瓷外表天生或引入羧基(-COOH)，羧酸根离子使Ni2+离子发作化学吸附，而后使吸附的Ni2+离子复原，便可正在基体外表天生化学镀镍的催化活性中心，从而可胜利地诱发化学镀镍进程。碳纳米管的石墨网状构造使患上其外表上构成的羧基(-COOH)等官能团陈列疏散，从而造成活性中心散布没有严密。石墨网状构造使患上程度标的目的以及环管标的目的曲率半径差别年夜，招致颗粒成长速率没有同，孕育发生了“佛珠”等没有同形状的堆积物。而陶瓷外表的化学镀层为亮玄色，该景象是陶瓷外表天生扩散、互没有相连的纳米级颗粒所酿成的。用AFM以及SEM察看的外表描摹也标明陶瓷外表既有200nm年夜颗粒也有16nm小颗粒。

6.单晶硅上间接化学镀的机理钻研

正在碱性化学镀镍溶液中，单晶硅n-Si(100)无需通过任何预活化解决，可间接诱发化学镀进程。试验证实文献中现有的某些机理是值患上商讨的，本文依据半导体电化学的原理指出镍离子正在n-Si外表上的复原及化学镀的诱发能够经过没有同路子进行，然而原子氢的孕育发生是重要的机理。固体以及溶液中物种的能级婚配关系标明，正在pH10.0溶液中H2O可正在n-Si(100)上发作析氢反响，镍离子经过捕捉Si外表的原子氢而复原成镍原子并堆积正在Si外表上。其次，假使半导体外表存正在定域的电子能级(外表态)，镍离子也有可能经过外表态失去电子而复原。一旦Si外表上堆积了镍之后，n型固体外表发作了新的变动。n-Si的功函数为4.0eV，而镍的功函数为4.5eV，以是金属镍与n型Si接触后，镍离子亦能够正在带负电的镍上取得电子而被复原。试验还发现，扭转温度以及溶液pH值会影响化学镀层中金属的颗粒尺寸，温度高或pH值小时镀层颗粒尺寸增年夜。EDS剖析揣测化学复原镍层中的O元素次要存正在于硅片的SiO2中，这些成份的存正在对化学镀层的导电性等功能的影响需求持续钻研。