Ni镀层晶粒尺寸对Cu―Ni扩散的影响

摘要：在铜材表面采用不同的工艺参数电镀镍，采用SEM对镀层成分进行观察，并且对不同样品数据进行对比和分析，研究了镀层晶粒尺寸变化对镍镀层与铜基体之间热扩散的影响。实验结果表明，添加适量的润湿剂促进镀层晶粒尺寸的减小，可以提高镍镀层与铜基体之间的扩散速度；提高电镀的电流密度，能细化镀层晶粒并形成有利于扩散的组织从而提高镍镀层与铜基体之间的扩散速度。

关键词：镍镀层；晶粒尺寸；扩散

一、引言

铜材具有导电性好、导热性好、韧性高等许多优良特性，在实际生产中获得了广泛应用。镍具有较高的硬度，能耐酸和碱。在Cu表面镀覆一层Ni，可以改善Cu的抗氧化性和耐腐蚀性，同时，提高铜材的耐磨性。Ni-Cu两种金属同为面心立方晶体结构，两者可以无限固溶[1]。在铜表面电镀镍的过程中，改变电流密度以及是否添加润湿剂都会引起镀层晶粒尺寸变化。因此，本文从电流密度和润湿剂入手，研究这两种电镀参数所引起的镀层晶粒尺寸变化对镍镀层与铜基体之间热扩散的影响。

二、实验方法

1.实验条件

根据快速通道扩散理论，沿金属自由表面以及内界面和缺陷（晶粒界、相间界及结构界和位错中心）的扩散，是原子扩散的捷径[6]，因为这些地方的扩散激活能远比在点阵中的要小，其扩散系数也要比点阵内的大得多，所以Ni镀层与Cu基体之间主要以晶界扩散为主。适量的润湿剂和较高的电流密度，都促进镀层晶粒的细化，有利于Cu-Ni扩散的进行。

四、结论

电镀时，添加适量的润湿剂促进镀层晶粒尺寸的减小，可以使镍镀层与铜基体之间的扩散速度得到提高；提高电镀时的电流密度，可以从晶粒细化和形成有利于扩散的组织两个方面提高镍镀层与铜基体之间的扩散速度。

参考文献：

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