電化學(xué)原理上解釋“置換反應(yīng)”是如何發(fā)生的

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江蘇夢得新材料科技有限公司2025-11-13

置換反應(yīng)的原理：在電動(dòng)勢序列中，鐵（Fe）的電位比銅（Cu）更負(fù)（Fe/Fe2?: -0.44V, Cu/Cu2?: +0.34V）。當(dāng)鋼鐵件浸入酸性銅液中時(shí)，會(huì)發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：Fe + Cu2? → Fe2? + Cu↓。銅離子被鐵原子還原成金屬銅，并疏松地附著在鋼鐵表面。這層“置換銅”與基體是機(jī)械附著而非冶金結(jié)合，當(dāng)后續(xù)電鍍層加厚時(shí)，應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鍍層起皮剝落。無氰預(yù)鍍銅的解決方案：其**是 “讓電沉積速度遠(yuǎn)大于化學(xué)置換速度”。高極化絡(luò)合劑：如 BPCU工藝，使用特殊絡(luò)合劑將銅離子緊緊“包裹”，大幅降低其自由濃度，使其放電電位負(fù)移。這使得銅的沉積必須依賴外部電流，從熱力學(xué)上抑制了置換反應(yīng)。高濃度走位劑：在鍍液中添加大量 PN、AESS 等強(qiáng)走位劑。它們在工件入槽瞬間就吸附在整個(gè)表面，形成一道“吸附屏障”，極大地提高了陰極極化。這迫使在通電瞬間，電流能夠均勻、快速地覆蓋整個(gè)表面，電沉積銅得以“搶在”緩慢的置換反應(yīng)之前，形成一層致密、結(jié)合力強(qiáng)的“閃鍍層”。沖擊電流：開始時(shí)使用正常電流2-3倍的大電流，瞬間形成***覆蓋。