电镀配合物 理论与应用PDF电子书下载

第一章 表面处理在国民经济中的作用 1

第一节 表面处理与电镀 1

第二节 镀覆层的主要特性、用途及常用处理方法 4

第三节 电镀与化学镀在各种工业部门中的应用 7

第二章 配合物的基本概念 9

第一节 电镀与配合物 9

第二节 什么是配合物 10

第三节 配合物的组成与命名 12

一、配合物的组成 12

二、配合物的命名 12

第四节 中心离子的配位数与配合物的空间构型 13

第五节 配位键与配位原子 15

第六节 配位键的强弱与软硬酸碱原理 17

一、广义酸碱的定义和分类 17

二、软硬酸碱原理的一般规则 19

第七节 螯合物 20

第八节 特殊配合物 24

一、多核配合物 24

二、π配合物 27

第三章 配位平衡 29

第一节 配位平衡的表示法 29

一、稳定常数与不稳定常数 29

二、热力学常数与浓度常数 30

第二节 单核配合物的平衡 32

一、逐级配位平衡 32

二、溶液中配合物各物种的分布 36

第三节 配位体的酸-碱平衡 39

一、质子合常数与酸碱的离解常数 39

二、溶液中各种形式质子合配合物的分布 41

三、溶液pH对配合物的组成和形态的影响 44

第四节 配位平衡计算实例 46

第四章 复杂体系的配位平衡 54

第一节 条件平衡常数 54

一、定义 54

二、条件稳定常数的计算 56

三、副反应系数α在配位平衡计算上的应用 61

第二节 配位平衡与沉淀平衡 63

一、难溶盐的溶解度和溶度积 63

二、条件平衡常数和条件溶度积 64

三、配位体同沉淀剂的竞争反应 66

第三节 多配体溶液中的配位平衡 68

一、混合配体配合物的稳定性 69

二、百分分布图和优势区域图 71

第四节 复杂体系配位平衡计算实例 74

第五章 配位反应动力学 80

第一节 化学反应的速率 80

一、反应的速率常数与平衡常数 80

二、化学动力学的若干术语 81

第二节 活性配合物与惰性配合物 82

一、内轨型配合物与外轨型配合物 82

二、取代活性与取代惰性 85

第三节 溶液中金属配合物形成的机理 86

一、简单SN1和SN2机理的局限性 86

二、各种配位反应机理间的关系 88

第四节 八面体配合物的取代反应 90

一、水合金属离子内配位水的取代反应 90

二、影响取代反应速率的因素 92

第五节 平面正方形配合物的取代反应 93

一、反应的速率方程和机理 93

二、反位效应和顺位效应 94

第六章 配合物的平衡电位 96

第一节 平衡电位 96

一、金属与其离子间的平衡电位 96

二、配离子的平衡电位 99

三、配离子的氧化-还原电位 100

第二节 平衡电位的求算 102

一、从电池电动势测定平衡电位 102

二、从平衡常数通过自由能求算平衡电位 104

三、从热力学数据通过自由能求算平衡电位 106

第三节 电位-pH图 107

第四节 平衡电位的实际应用 108

一、平衡电位的一般应用 108

二、氨三乙酸镀锌液中锌粉除铁的可能性 110

三、置换镀层的产生与抑制 111

四、金属的化学镀 112

第七章 配合物的动力学活性与电极过程 115

第一节 电极的极化作用 115

一、极化作用的产生 115

二、浓差极化的产生与消除 116

三、电化学极化 119

第二节 描述电极反应的动力学参数 122

一、电极反应的速率常数 122

二、交换电流密度 124

三、电极反应的活化能 125

四、电极反应动力学参数间的关系 126

第三节 电化学极化的来源 127

一、配离子的形式对电极反应动力学参数的影响 128

二、配合物的电子构型对电极反应动力学参数的影响 129

三、电极／溶液界面构造对电极反应动力学参数的影响 131

第八章 配离子电极反应的速率 135

第一节 单一型配离子的电极反应速率 135

一、溶液中只有一种配离子时的电极反应 135

二、溶液中含多种配离子时的电极反应 135

第二节 平行反应时配离子的电极反应速率 138

一、配离子放电时的连串反应与平行反应 138

二、平行电极反应的某些规律 139

第三节 混合配体配合物的电极反应速率 144

第四节 配离子氧化-还原反应的速率 147

第九章 多元离子缔合物 149

第一节 溶液中离子的缔合 149

一、离子的缔合和离子对 149

二、接触离子对和溶剂分隔离子对 151

第二节 离子缔合平衡 1

一、离子的缔合与缔合常数 152

二、影响缔合常数的若干因素 153

三、离子缔合物的类型 155

第三节 离子缔合物的性质 156

一、离子缔合物的一般性质 156

二、离子缔合物的电化学动力学特性 159

第十章 混合配体配合物 163

第一节 多元混合配体配合物的形成条件 163

一、配位饱和原理 163

二、类聚效应 164

三、竞争能力相当原理 166

第二节 促进混合配体配合物形成的因素 167

一、统计因素 167

二、静电效应 169

三、立体效应 169

四、形成混合配体配合物的条件选择 170

第三节 混合配体配合物的形成动力学 173

一、形成混合配体配合物的动力学数据的分类 173

二、影响混合配体配合物形成与离解速度的因素 174

第四节 混合配体配合物的电化学动力学特性 176

一、混合配体配合物的光谱性质和电化学动力学特性的关系 176

二、混合配体配合物的电化学动力学性质 177

第十一章 表面活性配合物 182

第一节 表面活性剂的性质 182

一、表面活性剂具有定向吸附、降低界面张力的界面活性 183

二、表面活性剂具有形成胶束的特性 185

三、表面活性剂具有增溶的特性 185

第二节 表面活性剂的分类和影响表面活性剂特性的因素 187

一、表面活性剂的分类 187

二、影响表面活性剂特性的因素 188

第三节 表面活性配合物的特征与分类 189

一、表面活性配合物的特征 189

二、表面活性配合物的分类 196

第十二章 多元配合物 203

第一节 多元配合物的类型 203

一、多元配合物的基本概念 203

二、多元配合物的形式 204

第二节 多元配合物组成和稳定常数的测定 204

一、多元配合物组成的测定 204

二、混合配体配合物稳定常数的测定 209

第十三章 电镀理论的发展 219

第一节 电镀理论概述 219

一、配离子迟缓放电理论 219

二、添加剂的吸附理论 221

三、产生光亮镀层的电子自由流动理论 223

四、电结晶理论 224

第二节 电镀理论的核心 227

一、电镀理论研究的某些重大成果 227

二、决定电镀质量的关键因素 229

第三节 多元配合物电镀理论 233

一、多元配合物电镀理论的立论依据 233

二、多元配合物电镀理论的要点 234

第十四章 电镀溶液的配方设计与配合物 237

第一节 配方设计时要考虑的因素 237

一、被镀金属离子的性质 237

二、配位体的性质 238

三、添加剂的性质 239

四、其他因素 241

第二节 镀液的配方设计 241

一、高速电镀与电铸液的配方设计 241

二、装饰性电镀液的配方设计 243

第三节 常见镀液的配合物特性 246

一、强酸性单盐镀液 246

二、强碱性镀液 247

三、碱性氰化物镀液 247

四、碱性多胺镀液 248

五、碱性焦磷酸盐镀液 248

六、氨羧配合物镀液 249

七、其他配合物镀液 251

第十五章 电镀工艺的综合指标及其内在规律 252

第一节 沉积速度 252

第二节 电流效率 253

第三节 镀液的稳定性 253

第四节 镀液的分散（均镀）能力 254

第五节 镀液的深镀（覆盖）能力 256

第六节 镀液的腐蚀性 257

第七节 镀层的细致、光亮和脆性 257

第八节 阳极的溶解 258

第九节 镀层的整平 259

第十节 镀层与基体的结合力 261

第十一节 基体金属的氢脆性 262

第十二节 镀层的其他特殊性能 262

第十六章 金属离子配位体的选择与分类 264

第一节 选择配位体的依据 264

第二节 由配合物的稳定性来选择配位体 265

第三节 常用螯合剂的分类、结构与性质 278

第十七章 脱脂去污工艺与配合物 2

第一节 脱脂的方法与原理 294

一、金属表面脏物的种类 294

二、脱脂方法的种类与特点 295

三、脱脂剂的作用 295

第二节 碱脱脂剂的主要成分及作用 297

一、碱性脱脂的主要成分 297

二、脱脂剂主要成分的性能比较 299

第三节 硬水软化用配位体 299

一、聚合磷酸盐 300

二、有机多膦酸盐 301

三、有机羧酸盐 303

第四节 表面活性剂 304

一、脱脂用表面活性剂的类型 304

二、阴离子表面活性剂 304

三、非离子表面活性剂 307

四、阴离子、非离子表面活性剂的协同作用 309

第十八章 电化学抛光与配合物 312

第一节电化学抛光的特点 312

第二节 电化学抛光的装置与抛光过程中发生的反应 313

第三节 电化学抛光工艺 315

第四节 各种铜电解抛光液的组成和操作条件 316

第五节 影响电化学抛光效果的主要因素 317

一、电解抛光液 317

二、电解抛光的电流密度和电压 318

三、温度 319

四、抛光时间 319

五、阳、阴极之极间距离 319

六、抛光前制品表面状态及其金相组织 320

第六节 电化学抛光机理 320

一、阳极的整平 320

二、微观整平或二级电流分布 321

三、光面的光亮化 322

第七节 电化学抛光黏液膜的组成与结构 323

一、磷酸电化学抛光黄铜时黏液膜的组成与结构 323

二、有机多膦酸电解抛光铜时黏液膜的组成与结构 326

第十九章 电镀铜配合物 329

第一节 铜离子的基本性质 329

一、水合Cu+和Cu2+离子的基本性质 329

二、水合二价铜离子［Cu（H2O）6］2+的立体结构 330

三、水合铜离子的电极反应动力学参数 331

第二节 一价铜离子的配位体 332

一、一价铜离子配合物的结构与稳定性 332

二、CN-离子的结构和性能 332

三、CN-的配位性能 335

四、氰化物的毒性 336

五、CN-在电极上的行为 337

第三节 一价铜离子电镀液——氰化物镀铜液 338

一、简单氰化物镀铜液中铜的电沉积机理 338

二、氰化物镀铜液中第二配体的作用 340

第四节 二价铜离子的配位体 341

第五节 焦磷酸盐镀铜液 46

一、线型缩聚磷酸盐的结构 346

二、多聚磷酸盐的缓冲性能与表面活性 346

三、多聚磷酸盐的配位作用 347

四、焦磷酸盐镀铜 349

五、焦磷酸盐镀铜的机理 350

第六节 羟基亚乙基二膦酸（HEDP）镀铜液 354

一、HEDP的结构与性质 354

二、HEDP镀铜工艺 357

第七节 柠檬酸盐-酒石酸盐镀铜 3

一、柠檬酸盐-酒石酸盐镀铜液的配位反应 359

二、柠檬酸盐-酒石酸盐镀铜工艺 360

第八节 三乙醇胺碱性光亮镀铜 363

一、三乙醇胺同Cu2+的配位作用 363

二、三乙醇胺碱性光亮镀铜工艺 363

第九节 乙二胺镀铜 364

一、乙二胺镀铜工艺的特点 364

二、碱性乙二胺镀铜工艺 365

第二十章 化学镀铜配合物 366

第一节 化学镀铜层的性能与应用 366

一、化学镀铜在印刷电路板制造上的应用 366

二、化学镀铜在无线电机体外壳电磁波屏蔽上的应用 367

三、化学镀铜在微波和陶瓷电路衬底金属化上的应用 368

四、化学镀铜在其他各种非导体金属化上的应用 368

第二节 非导体化学镀铜前的活化工艺（活性配合物） 369

一、分步活化法 369

二、酸基胶体钯活化法 370

三、盐基胶体钯活化法 372

四、离子钯活化法 373

第三节 化学镀铜工艺 374

一、化学镀铜液的成分 374

二、化学镀铜工艺 375

第四节 化学镀铜的机理 378

一、局部阳极反应 379

二、局部阴极反应 380

三、化学镀铜的经验速度定律 380

第五节 化学镀铜的配位体 382

一、化学镀铜常用配合物的稳定常数 382

二、配位体对化学镀铜速度的影响 382

三、铜配合物的还原速度（析铜速度）与其离解速度的关系 386

四、配位体抑制Cu2 O形成的效果 388

第六节 化学镀铜的还原剂 389

第七节 化学镀铜的稳定剂、促进剂和改进剂 390

一、稳定剂 390

二、促进剂 394

三、改性剂 396

第二十一章 电镀镍与化学镀镍配合物 400

第一节 镍离子与镍镀层的性质与用途 400

一、水合Ni2+离子的基本性质 400

二、镍镀层的性能与用途 400

第二节 镀镍用配位体 401

第三节 柠檬酸盐镀镍 404

第四节 焦磷酸盐镀镍 405

第五节 深孔零件镀镍 406

一、改善高电流密度区的极化作用 407

二、改善低电流密度区的导电能力 408

第六节 化学镀镍 409

一、化学镀镍层的性能与用途 409

二、化学镀镍液的成分 410

三、化学镀镍的配位体与配合物 412

第七节 以乳酸为主配位体的中磷化学镀镍 419

一、以乳酸为主配位体的化学镀镍工艺 419

二、乳酸浓度、沉积速度及NiHPO3容忍量的关系 420

三、辅助配位体的加速作用 421

第八节 以柠檬酸为主配位体的高磷化学镀镍 423

一、以柠檬酸为主配位体的化学镀镍工艺 423

二、不同pH值时柠檬酸的存在形式 423

第九节 以醋酸或丁二酸为主配位体的高速低磷化学镀镍 425

第十节 低温化学镀镍工艺 425

第二十二章 电镀锌配合物 428

第一节 锌离子与锌镀层的性质与用途 428

第二节 电镀锌用配位体 429

第三节以NH3和C1-为配位体的铵盐镀锌 433

一、铵盐镀锌工艺 433

二、Zn2+-NH3-Cl-和Zn2+-NH3-OH-体系中的配合物平衡 433

三、Zn2+-NH4Cl-NTA（氨三乙酸）体系中的配合物平衡 436

第四节以CN-和OH-为配位体的高、中、低氰化物镀锌液 437

一、氰化物镀锌工艺 437

二、氰化物镀锌液中配离子的状态 439

第五节以OH-为配位体的锌酸盐镀锌 441

一、锌酸盐镀锌工艺 441

二、锌酸盐镀锌液中配离子的形态 443

三、以HEDP为配位体的锌酸盐镀锌 444

第六节以C1-为配位体的氯化物镀锌 446

一、氯化物镀锌工艺 446

二、氯化物镀锌液中配离子的形态 448

第七节以HEDP和CO2-3为配位体的碱性镀锌 449

一、以HEDP和CO2-3为配位体的碱性镀锌工艺 449

二、HEDP-CO2-3镀锌液中配离子的状态 452

第二十三章 电镀镉配合物 456

第一节 镉离子与镉镀层的性质与用途 456

第二节 电镀镉用配位体 457

第三节 以氰化物为配位体的氰化物镀镉 460

一、氰化物镀镉工艺 460

二、氰化镀镉液中Cd2+与CN-间的配位平衡 462

第四节 以氨和氨三乙酸为配位体的镀镉液 463

一、氨三乙酸的性质 463

二、氯化铵-氨三乙酸镀镉工艺 464

三、氯化铵-氨三乙酸镀镉的机理 465

第五节 以氨-氨三乙酸-乙二胺四乙酸为配位体的镀镉液 466

一、乙二胺四乙酸的性质 466

二、氯化铵-氨三乙酸-乙二胺四乙酸镀镉工艺 468

三、氯化铵-氨三乙酸-EDTA镀镉机理探讨 469

第六节1-羟基-（1，1）-亚乙基-1，1-二膦酸（HEDP）为配位体的镀镉液 470

一、HEDP的性质 470

二、HEDP碱性镀镉工艺 4

第二十四章 电镀铬配合物 4

第一节 六价铬镀铬液 480

一、铬酸液中配离子的形态 480

二、六价镀铬液的发展 481

三、镀铬电解液的基本类型 485

四、六价铬电沉积的机理 491

五、镀铬添加剂与配位体 495

第二节 三价铬镀铬液 502

一、三价铬镀铬液的发展 502

二、三价铬和六价铬镀铬工艺的比较 503

三、三价铬镀铬工艺 505

四、三价铬镀铬的配位体与配合物 507

五、三价铬镀硬铬的研究 512

第二十五章 镀锡与锡合金配合物 515

第一节Sn2+与Pb 2+的性质 515

第二节Sn2+和Pb2+离子的配位体与配合物 518

第三节 酸性半光亮镀锡工艺 521

一、硫酸型酸性半光亮镀锡工艺的特点 521

二、酸性半光亮镀锡液的组成和操作条件 522

三、镀液的配制方法 522

四、镀液的维护与补充 522

五、镀液的分析方法 523

六、酸性半光亮镀锡液的性能 524

七、酸性半光亮镀锡层的性能 527

第四节 酸性光亮镀锡工艺 5

一、酸性光亮镀锡液的组成和操作条件 529

二、硫酸型光亮镀锡液的配制与维护 529

三、甲基磺酸型光亮镀锡液的配制与维护 532

四、ABT-X系列光亮镀锡液的性能 533

五、ABT-X系列酸性光亮镀锡层的性能 534

第五节 中性半光亮镀锡 535

一、中性半光亮镀锡液的组成和操作条件 536

二、各种条件对NT-30中性镀锡液霍尔槽样片外观的影响 536

三、镀液的其他性能 538

四、NT-30中性镀锡层的性能 539

第六节 电镀锡铜合金 541

一、锡铜共沉积的条件与配位体的选择 541

二、电镀锡铜合金液的组成与操作条件 543

三、Sn-Cu合金镀层的特征与性能 543

第七节 电镀锡锌合金 546

一、锡锌共沉积的条件与配位体的选择 547

二、无氰电镀锡锌合金工艺 548

第二十六章 电镀贵金属配合物 5

第一节 电镀金的配合物 549

一、金离子及其配离子的性质 549

二、镀金的发展历程 555

三、镀金液的类型、性能与用途 557

第二节 电镀银的配合物 561

一、银离子及其配离子的性质 561

二、Ag+的电化学性质 562

三、无氰镀银配位体的发展 565

四、无氰镀银工艺 569

第三节 电镀铂的配合物 571

一、铂离子及其配离子的性质 571

二、镀铂液的组成和操作条件 572

第四节 电镀钯的配合物 574

一、钯离子及其配离子的性质 574

二、镀钯液的组成和工艺条件 576

第五节 电镀铑的配合物 578

一、铑离子及其配离子的性质 578

二、镀铑液的组成和操作条件 580

第二十七章 镀层退除配合物 582

第一节 退除镀层的方法 582

一、机械磨除法 582

二、化学退除法 582

三、电解退除法 587

第二节 以氰化物为配位体的退除方法 587

第三节 以水或酸根为配位体的退除方法 590

第四节 以羟基为配位体的退除方法 592

第五节 用其他配位体的镀层退除方法 5

第六节 印制板铜线路的蚀刻或退除 595

第二十八章 金属表面配合物保护膜 599

第一节 铜及铜合金的防变色配合物膜 599

一、铜与铜合金的腐蚀变色 599

二、铜与铜合金的防变色处理 601

三、防变色配合物膜的组成与结构 604

第二节 印制板的有机配合物钎焊性保护膜 607

一、有机保焊剂的演化 607

二、有机保焊剂（OSP ）涂覆工艺 610

第三节 银的防变色配合物膜 613

一、影响银层腐蚀变色的因素 613

二、防银变色的方法 615

三、四氮唑防变色配合物膜的性能、组成和结构 618

第四节 锡的防变色配合物膜 620

一、锡与锡合金的腐蚀变色 620

二、防锡变色工艺 621

三、FX 106处理条件对膜层防变色效果的影响 623

四、酸性防锡变色膜的组成及配位形态 624

第五节 镍的防变色配合物膜 625

一、镍的腐蚀变色 625

二、无铬防镍变色工艺 625

三、NT-1防镍变色剂的性能 626

四、NT-1防变色膜的组成 628

第六节 铁的防腐蚀配合物膜 630

一、铁的腐蚀与防护 630

二、钢铁的有机膦酸钝化工艺 630

三、有机膦酸在铁上形成的表面配合物膜组成和配位方式 633

第二十九章 强螯合剂废水的处理方法 637

第一节 治理螯合物废水的有效技术与方法 637

一、螯合物在电镀及前后处理上的重要作用 637

二、治理螯合物废水的方法 637

第二节 螯合沉淀法处理混合电镀废水 640

一、重金属捕集沉淀剂（DTCR）法与碱沉淀法的比较 640

二、DTCR处理混合电镀废水的方法 641

第三节 紫外光氧化分解法处理螯合物废水 643

一、紫外光氧化分解法的原理与特性 643

二、EDTA化学镀铜液的处理效果 646

三、氰化物电镀液及其废水的处理效果 646

四、紫外光氧化法处理电镀锌镍合金废水的效果 648

附录 650

附录Ⅰ 质子合常数和配合物稳定常数表 650

附录Ⅱ 混合配体配合物的稳定常数lgβu和重配常数lgKr 693

附录Ⅲ 各种金属和配体的lgαM（L）值 698

附录Ⅳ 难溶化合物的溶度积 703

附录V电镀常用化学品的性质与用途 712

参考文献 721

后记 726