潤(rùn)錦解析：平滑細(xì)晶理論—表面晶粒尺寸對(duì)光亮的影響
新聞來源：本站發(fā)布日期：2015-07-16發(fā)布人：admin
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潤(rùn)錦解析：
金屬表面的平滑程度可用其表面的凹凸度來描述。如果表面的凹凸度超過照射光的波長(zhǎng)，這種凹凸度稱為宏觀凹凸度，它并不影響表面的光亮度。
如果表面的凹凸度比照射光的波長(zhǎng)短，達(dá)到微米的數(shù)量級(jí)，那就會(huì)對(duì)光產(chǎn)生干擾作用，因而對(duì)表面的光亮度產(chǎn)生顯著的影響。根據(jù)Antropov的估計(jì)通常鍍層的表面凹凸度在0．02～2μm之間，而一般所說的顯微凹凸度，指的是表面凹槽的深度在0．4μm以下。
如前所述，表面的光亮度取決于表面的平滑程度。然而表面的平滑程度又是由多種因素決定的，如晶粒的大小、晶粒的取向和擇優(yōu)取向的程度，以及外來雜質(zhì)(包括添加劑)的共沉積等。這些因素中，目前認(rèn)為最重要的是晶粒的大小，就像用粗大的石塊鋪路得不到平滑的路面一樣，只有細(xì)小的晶粒才能填平微觀凹凸的表面(幾何整平)，而又不產(chǎn)生凹凸度超過0．15μm的新表面。因此，要獲得光亮的鍍層，晶粒尺寸通常都應(yīng)小于0．2μm。
因?yàn)槿艟Я］^大，則大晶粒之間會(huì)出現(xiàn)縫隙。Weil認(rèn)為縫隙的存在是沉積物表面呈現(xiàn)乳白色、朦狀或者不完全光亮的原因。此外，若鍍層是由大的平臺(tái)構(gòu)成，則平臺(tái)之間就會(huì)出現(xiàn)粗大的臺(tái)階，這些都會(huì)影響表面的平滑，從而影響表面的光亮度。
用此觀點(diǎn)就可以很好解釋為何光亮鍍液既要晶粒細(xì)化劑又要整平劑。單有晶粒細(xì)化劑，底材原來的粗糙表面得不到整平，鍍層最多只能達(dá)到半光亮。而單有整平劑，由于沉積的晶粒粗大，又會(huì)出現(xiàn)新的顯微凹凸表面，所以鍍層也不光亮。在打光的底材表面上，只要用含晶粒細(xì)化劑的鍍液仍可獲得光亮鍍層。在不很平滑的底材表面上要獲得光亮的鍍層，鍍液中就必須同時(shí)含有晶粒細(xì)化劑和整平劑。
而要快速獲得光亮的鍍層，鍍液中整平劑還必須是高效的整平劑。在配方設(shè)計(jì)時(shí)，在含強(qiáng)絡(luò)合劑的鍍液中一般只要加入整平劑即可，因?yàn)閺?qiáng)絡(luò)合劑可起晶粒細(xì)化劑的作用。而在不含強(qiáng)絡(luò)合劑的鍍液中，既要加入晶粒細(xì)化劑，又要加入整平劑，這樣才能獲得真正光亮的鍍層。
晶粒細(xì)化劑與整平劑可以是兩種物質(zhì)，也可以是一種物質(zhì)。如光亮鍍鎳時(shí)用的丁炔二醇，既有細(xì)化晶粒的作用，又有整平作用，所以既是光亮劑，又是整平劑。但其整平效果不如糖精、香豆素和萘磺酸，所以要獲得全光亮的鎳層，往往同時(shí)含丁炔二醇與糖精或其他高效整平劑。在氰系鍍銅液中，氰化物是很有效的晶粒細(xì)化劑，但其整平性能很差，僅當(dāng)加入具有整平作用的硫代硫酸鈉或其他含硫化合物時(shí)才能獲得全光亮的銅層。同樣，光亮氰系鍍銀的添加劑大半屬于晶粒細(xì)化劑，不一定都具有整平能力。
而平常說的整平劑都有良好的整平作用，而且大半具有細(xì)化晶粒的作用(這會(huì)提高反應(yīng)過電位)。
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