探究电镀锡基二元合金纳米晶技术

1.工艺特点

锡基合金在电子、新能源、防腐领域中应用广泛。制备锂离子电池负极材料锡镍合金纳米线时使用了多孔镍模板，该模板是电沉积镍铜合金后将铜溶解掉制成的。锡锰合金对钢铁基体有良好的防护性，在简单的硫酸铵溶液中即可得到高耐蚀的锡锰合金。当镀液中加入配位剂和添加剂后，在高电流密度条件下可获得纳米晶。在溅射了铂薄膜的硅片上恒电势沉积锡铜合金，获得了三维的具有垂直枝的纳米树，可以作为高灵敏的气体传感器。

2.镀液组分及工艺条件

电镀锡基合金纳米晶的镀液组分及工艺条件见表7-12。

表7-12 电镀锡基合金纳米晶的镀液组分及工艺条件

3.镀液中各成分的作用

（1）主盐 氯化亚锡和硫酸亚锡是主盐，为镀液提供亚锡离子。氯化镍、硫酸锰、硝酸铜是提供第二种金属离子的主盐。(www.xing528.com)

（2）配位剂 焦磷酸钾、甘氨酸、硫酸铵、草酸铵均是配位剂，作用是使两种金属离子的平衡电势比较接近，有利于两者共沉积。

（3）添加剂 PEG在阴极表面具有较强的吸附作用，对于铜的沉积有一定的阻碍作用。研究表明，提高镀液中的PEG浓度，镀层中铜含量降低。

4.工艺条件的影响

（1）模板孔径 制备多孔镍模板时，首先在含有硫酸镍、硫酸铜和硼酸的镀液中沉积镍铜合金，沉积电势为-0.85V，总通电量为3C/cm²；然后在相同的溶液中选择性地将铜溶解，阳极电势为0.45V，直到关断电流密度为10μA/cm²。所得模板的孔径为100～200nm，在其上沉积Sn-Ni纳米线的直径与模板孔径一致。

（2）电流密度 电流密度改变时，阴极上的过电势也随之变化，对合金组分产生影响。电沉积Sn-Mn合金时，随着电流密度增大，锡含量降低。

（3）沉积电势 电沉积Sn-Cu合金时，沉积电势从-0.4V降至-0.8V，Cu的摩尔分数从100%降至10%。