卷。 41 No. 12 材料保护 Vo1.41 No. 12 2008 MC. 2008 硫脲在电镀和化学镀中的应用 高宁宁，程金宁，李宁（哈尔滨工业大学（威海）应用化学系，山东威海） [摘要] 由于其分子结构的特点及其特殊的亲和力与贵金属一样，硫脲广泛应用于电镀行业。 综述了硫脲在电镀和化学镀工艺中的应用。 硫脲作为配体可用于化学镀、不良镀层的剥离和贵金属的电镀； 作为稳定剂，可用于镍、铜、镍磷合金和浸锡的化学镀； 作为特殊添加剂，可用于锌、铜、镍、镉、锌锰、铜金合金的电镀。 此外，还讨论了硫脲使用的局限性以及存在问题的解决方案。 [关键词] 硫脲； 电镀； 协调代理； 稳定剂； 应用 【中文图书馆分类号】TQ153 【文献标识码】A 【文章编号】1001-1560 (2008) 12-0050-04 O 简介 7.9X 10-1616~，因此广泛应用于贵金属配位化合物，如如化学镀金、化学锡铅合金镀、粉末镀银和未化合的硫脲，又称硫脲，一般为无色斜方晶体（25℃），在水中的溶解度为14.2g，乙醇为4.0g...硫脲是用于镍层剥离等。
在空气中易潮解，熔点180-182℃。 150℃时转变为硫氰酸铵，180℃时分解。 蔡吉庆指出，硫脲分子中的氮原子上存在孤对电子，在铜或铜合金表面进行化学镀时，可以与各种金属离子形成配位产物。 当Sn-Zn合金在镀液中添加硫脲及其衍生物时，可以显着降低配位常数，但配位常数一般较小。 值得注意的是，由于镀液中Cu的活性较低，有利于Sn的取代和沉淀，但硫脲中的硫原子对贵金属有特殊的亲和力，往往能形成配位产物与各种金属离子。 最佳尿素浓度为0.3-2.0mol/L。 如果浓度低于0.3mol/L，则Sn和Zn难以沉淀。 由于硫脲溶解度（20℃时137g/L）的限制，其浓度不得高于2.0mol/L。 王力指出，电镀锡合金时，添加硫脲可以使金属离子与金属表面的电子结构配位。 这一性质使其在电镀添加剂领域，特别是在Sn的镀液中以化合物的形式稳定存在。 银合金。 添加硫脲后，其配位作用使镀液中的Sn、Ag与铜及铜合金的置换反应顺利进行，并顺利地共沉积在其表面形成Sn。 银合金涂层。
程江等. L9 1.1 配位剂 在镀铜件上镀Sn-Pb合金时，发现硫脲与Cu形成稳定的配位化合物，硫脲分子中的硫原子很容易与Au、Ag、Zn、Cu、Pb反应，可以改变Cu与Sn、Pb的平衡电位，并与其他金属离子形成稳定的配位化合物。 其中硫脲和80g/L硫脲为最佳浓度。 Ag形成的配位化合物离子为[Ag(：)，]， 1.1.2在电镀中的应用稳定常数达到13.1[43； 与Au形成的配位化合物离子稳定常数为[Au()]，不稳定常数为4.2×10-23[53； 电镀银过程中，银晶体在硫脲吸附层上逐渐生长，与Cu形成[Ag(H：NCSNH：)]，不稳定常数为 银晶体的大小和数量与Cu的含量有关。沉积层中的硫脲。 =等人的研究。 表明硫脲的含量会影响Cu在Au基底上的沉积过程。 1.2 硫脲在电镀和化学镀中的应用 1.2 化学稳定剂铜添加剂大大提高了镀层对铁基体的附着力。 硫脲和醋酸铅是化学镀中常用的稳定剂。 等人的研究小组，H等人。 并申请了相关专利。 随后，Lin KL 等人、H 等人、J 等人。 和徐 H 等人。 研究了硫脲和乙酸铅作为镀铜溶液中稳定剂的作用。 化学镀液中添加硫脲可以大大提高铜镀层的平整度、光滑度和耐腐蚀性。
研究团队针对镀液中的硫脲如何与特定金属离子形成稳定的配位化合物，发挥其对铜镀层外观和特性的稳定作用进行了大量的研究。 同样，改变硫脲的浓度可以加快或减慢电镀速率。 关于硫脲作用机制研究的类似文献也有很多。 6J 等人。 22用放射化学方法证明了上述观点。 国外很早就在电镀铜领域使用硫脲作为光亮剂和晶粒细化剂。 1.2.1在化学电镀中的应用。 等人。 在酸性硫酸盐镀铜体系中添加硫脲发现，硫脲可以稳定化学镀铜液。 添加硫脲可以提高涂层的硬度，但抛光后仍低于未涂涂层的硬度，并且可以使涂层更加致密、光滑和耐腐蚀。 基体表面分布着微小的结节状突起，使涂层形成具有较大微观粗糙度的灰色薄膜。 等人的研究。 发现当硫脲浓度小于1mg/L时，可以提高涂层的沉积速率。 当硫脲浓度大于1mg/L时，可以控制铜镀层的表面粗糙度。 等人。 以硫脲为光亮剂，得到高镜面反射的铜、锌镀层。
韩克平等人的研究表明，当硫脲浓度大于3 mg/L时，Ni沉积速率显着下降； 当硫脲浓度超过9mg/L时，Ni沉积速率趋于0。Kao YL等人的研究表明，高硫脲浓度不影响HP04的氧化，抑制化学镀镍反应； 硫元素仅有利于减小Cu镀层晶粒尺寸、提高Cu镀层硬度。 该研究组和KeB等人的研究还表明，通过在镀液中添加包括硫脲在内的添加剂，Ni沉积速率趋于0。 研究了硫脲对铜表面粗糙度、电阻率和晶体取向等性能的影响。 研究了化学镀镍液电位漂移值的影响，发现电位漂移值随着硫脲的添加而逐渐增大。 电势位移值的增大大大削弱了金属表面的自催化能力，阻止了反应的发生； 他们明确指出了硫脲的浓度； 但添加量应小于5.0g/L，一般控制在0.5-1.0g/L范围内。 张绍功等人的研究指出，在Au-Cu合金镀液中，HanKP等人的研究。 也证明了上述观点。
在溶液中加入0.6-0.8L硫脲，在搅拌条件下得到的镀层硬度比纯金高1.5倍。 徐娇娇等人的研究表明，在镍的电镀液中添加硫脲可以提高电流密度。 原因是硫脲分子吸附在晶体生长的活性点上，有效抑制了晶体的生长； 添加剂的吸附和解吸过程阻止了晶粒尺寸变大，也阻止了某种晶粒的优先生长，使沉积层光滑。 1.3 电镀添加剂 1.4 其他方面 硫脲分子中的硫原子具有配位作用，可以阻止溶液中金离子的放电。 它能在被阻挡表面与溶液的界面上形成吸附层。 硫脲层也已广泛应用于电镀相关领域。 提高阴极极化可以细化镀层的晶体结构，如电镀前处理中酸洗或碱液保存的缓蚀剂，使镀层光滑、光亮、细腻。 郭秉玉等. 3认为以硫为缓蚀剂对硫脲的吸附不是简单的化学吸附，而是尿素与电极之间存在电荷转移的电化学吸附； 它选择性地吸附在电极的活性中心上，从而起到流平、增亮涂层去除场的作用。
硫脲不仅可用作电镀、化学镀的晶粒细化剂，还可用作促进剂。 随着越来越多的硫脲作为添加剂在电镀锌领域得到广泛应用，特别是各种硫脲衍生物的研究和开发，硫脲将会得到广泛的应用。 它是一种氯化物镀锌系统。 -l_。 王欣等人。 采用硫脲作为预镀剂，推广其应用。一5】硫脲在电镀和化学镀中的应用[8]加藤胜，岩井良太。 化学镀金液[P]． 中国专利：2项限制及改进。 2003年1月30日。 虽然硫脲已广泛应用于电镀和化学镀领域，但其配位能力较差（贵金属除外），化学稳定性较差[10]郑永芳。 一种粉末镀银材料及其制备工艺[P]. 中国在这方面做得很好，但其应用仍然受到很大限制。 硫脲在碱性环境中不稳定，易分解成硫化物和氰化物； 在酸性条件下，还可分解或水解，生成CO、NH和H2S。 上述反应产物会污染涂层和环境。
[12]吴水清. 不合格金属氧化物的去除[J]． 表面技术，1990(5)：32-37。 例如，涂层污染的问题可以通过别人提到的方法来解决。 同样，越来越多的硫脲衍生物的合成和制备正在对金属表面的吸附和金属离子的配位进行广泛的研究。 吴大旭等. 使用NMR研究了硫脲衍生物和Cu之间形成的络合物。 董云辉等. 研究了硫脲及其衍生物对电镀铜的影响，发现硫脲、丙烯硫脲和苯基硫脲都可以起到细化晶粒的作用，而且三者差别不大。 [J] ． 3 结论，1994，39(17)：2605-2601。 [17]目前，硫脲已用于锌、铜、银和铜金合金的电镀，以及铜、镍、镍磷合金和各种锡合金的化学镀，并起到配体、稳定剂的作用。或各种电镀液中的添加剂。
虽然硫脲的使用会对环境造成一定的污染，但应适当控制其用量。 太少了不行，太多了就会起反作用。 随着对硫脲研究的不断深入，相信在不久的将来，硫脲及其衍生物将作为一系列性能优异的添加剂，更广泛地应用于电镀、化学镀行业。 [19] 林科隆，. 克尔[J]. 2002，76（2）：204-211。 [20] , , . ——[参考文献] [1]程德平，夏世军． 硫脲浸出银及其机理研究[J]. 浙江大学学报（理学版），1996，229（1-4）：282-300。 [21] 徐浩，. [2] 李奇，施梅，麦松伟． 尿素/硫脲/硒脲晶体及其管状包合物的结构化学[J]. 自然科学进展, 2002, 12(4): 16-16. [23]，2003，150(1)：C816。 337-343。 [3]吴水清. 电镀液中硫脲的化学效应[J]. 电镀与涂装[J]． 1991, 10(2): 45-51。 [4] 矿物浸出技术编委会． 矿物浸出技术（第一版）[M]． 北京：原子能出版社，1994．[5]朱胜宇。 [24] ，，． [6] 付建顺，周占云，杨惠明。 硫脲从季铵盐提取物中反萃取金[J]. 化学工业与工程, 1990, 7(3): 140-109。 [25] ，，． [7]邓春春，高晓辉。 金-硫脲配合物的键合及结构性质研究[J]. 化学研究与应用，1989，1(1)：48-52。 [26] ，，． [7]邓春春，高晓辉。 金-硫脲配合物的键合及结构性质研究[J]. 化学研究与应用，1989，1(1)：48-52。 [27] ，，． [7]邓春春，高晓辉。 金-硫脲配合物的键合及结构性质研究[J]. 化学研究与应用，1989，1(1)：48-52。 [28] ，，． [7]邓春春，高晓辉。 金-硫脲配合物的键合及结构性质研究[J]. 化学研究与应用，1989，1(1)：48-52。 [29] ，，． [8]硫脲在电镀和化学镀中的应用，2006，99：117-126。 [41] 金SK，金JJ． olthe [26] 韩克平，方经理． 硫脲稳定化学镀镍机理[J]. 电镀与表面处理, 1996, 18(3): l1-14． 尿素[J]． , 2005, 44(11): 8107-8109． [27] 韩康平， ． 等． [42] ，，，eta1． [J]． ， 1997, 95(2): 73-75． ral [28] 韩KP， ． 酸纳德[J]． ，1996，[J]． ， 2002, 161(2,3): 188-194． (4): 259～264． [43] 高玉林，涂GC，，eta1． - [29] 雷志刚，郑传明，韩荣生，等． 四种稳定剂对化学镀镍液及镀层耐腐蚀性能的影响[J]. 腐蚀与防护，2007，28(3)：35-137。 [J]，2004（382）：104-111。 [30] 郭秉玉，周荣兴，曹在珍。 酸性光亮镀锌阴极极化曲线的研究[J]. 电镀与表面处理，1985（3）：6-11。 [31] 李鸿年. 电镀工艺手册[K]． 上海：上海科学技术出版社[J]． , 2002, 54(2,3): 161-169。 [45] KeB,,,eta1。 [32]王欣，张春丽。 钢件酸性镀铜前预镀工艺研究[J]. 苏克，[J]. 当代化学工业，2003，32(1)：15-17。 1959, 106(5): 382-388。 [33] 廖以嘉. DK微氰镀锌[J]． 材料保护，1989，22(9)：[J]． ～38。 学报, 2001, 46(20, 21): 3111～3117. [47] 张绍功，孙旭辉。 化学镀与合金电镀[M]． 上海：上海科学技术编译中心，1963.，5-1、8-1。 [34] 徐娇娇，司云森. 硫脲对纳米晶镍电沉积的影响[J]. 云南化学工业，2007，34(2)：17-19。 [48] 徐娇娇，司云森. 硫脲对纳米晶镍电沉积的影响[J]. 云南化学工业，2007，34(2)：17-19。 [49] 李光超，卢长青，杨文中。 硫脲及其衍生物缓蚀行为的研究进展[J]. 腐蚀科学与防护技术, 1995, 25(6): 574-583. [35] ,,,eta1。 ——[50]曹楚南. 电化学测量技术在缓蚀剂研究中的应用[J]． 材料保护，1990，23(Z1)：40-43。 [51] 吴水清. 不合格金属氧化物的去除方法[J]． 表面技术，1996，26(11)：1179-1183。 1990（5）：32-37。 [36] ,. ——[52]胡光辉，吴辉煌，杨方祖，等。 硫脲对镍电沉积的影响[J]． [J]． 电化学, 2004, 10(1): 94-97．1992, 22(11): 1002-1010． [53] 肖敬忠. 硫脲金溶解的热力学分析及结构讨论[J]. 昆明工学院学报，1986(2): 73-81． [J]． , 1998, 44(2): 299-309． [54]贾宏斌，匡华． 有机化学（第一版）[M]． 北京：科学出版社，2006：9． [38]，。 |py，[55]贾学顺，王玉录，蔡坤。 硫脲衍生物的制备及应用[J]. 河南师范大学学报（自然科学版），1990（1）：43-48． 离子[J]. [56]杨晓青，董文奎，冯建华。 酰基硫脲衍生物及其配合物的研究进展[J]. 山东化学工业，2006，35(3)：19-22。 [39] 等人。 [57] 李光超，卢长青，杨文忠，等。 硫脲及其衍生物缓蚀行为研究进展[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2001, 13(1): 169-173. [58]吴大绪，沉旭． 硫脲衍生物及其Cu配合物的NMR研究[J]. 分析与测试杂志，1999，18(2)：53-55。 ——[59]董云辉，邹爱红，赵云霞。 硫脲及其衍生物对阴极铜电沉积影响的电化学研究[J]. 电化学，1999，5(3)：342-346。 2005。50（9）：1849-1861。 【编辑：童敏】—53—