摘要
高导电合金是一种多用于电子业的功能性材料，而铜-银合金的导电性能相比于其他系合金更具优势，且降低了纯银材料的成本。在铁基体表面沉积铜-银镀层其电阻相较于导电性优良的铜镀层减小64.71％,提高了自身导电性，可替代一部分导电材料在实际应用中的损耗，降低生产成本。常规以水为溶剂的电沉积体系已被证明会影响沉积物的组成和形态，进而导致金属镀层的电学和力学性能下降;而氯化胆碱为溶剂的电沉积体系可有效规避此种问题，且兼具毒性小，电化学窗口宽的优势。以此为基础，选择氯化胆碱-冰醋酸(CG)低共熔溶剂体系研究铜、银、铜-银的电沉积工艺。 实验中以镀层阻抗值、腐蚀电流、电阻、镀层直观形貌为评价指标。采用单因素对比实验对氯化胆碱-冰醋酸(CG)低共熔溶剂体系电沉积铜、银、铜-银镀层的工艺进行了研究，并通过响应面法对工艺参数进行了优化。得到电沉积铜的最优沉积条件为:Cu(CH3COO)2浓度0.3mol·L-1;沉积温度60℃;沉积电流密度为0.12A·dm-2;沉积时间30min。得到电沉积银的最优沉积条件为:AgNO3浓度0.3mol·L-1;沉积温度60℃;沉积电流密度0.12A·dm-2;沉积时间30min。得到电沉积铜-银的最优沉积条件为:Cu(CH3COO)2与AgNO3浓度比1∶1;沉积温度60℃;沉积电流密度为0.12A·dm-2;沉积时间为30min。 得到的铜镀层腐蚀电流密度:0.8559×10-5A·cm-2;银镀层腐蚀电流密度:0.3983×10-5A·cm-2;铜-银镀层腐蚀电流密度:0.2546×10-5A·cm-2。通过X-ray射线衍射图看出铜-银镀层衍射峰与金属铜(111）、(200)、(220)晶面和金属银(103)、(110)、(203)晶面吻合度最高，且未出现铁基体的衍射峰，铁基体表面已被铜-银镀层覆盖。根据SEM图结果显示，60℃时铜镀层结晶为晶粒分明的多边形片状结构;60℃时银镀层结晶为晶粒为分布均匀的球状结构;Cu(CH3COO)2与AgNO3浓度比1∶1时，铜-银镀层结晶为不规则紧密堆积的球状,晶粒大小较为均匀。 通过循环伏安法和计时电流法对氯化胆碱-冰醋酸(CG)低共熔溶剂体系电沉积铜、银、铜-银镀层的电化学行为进行研究。结果表明铜、银、铜-银的反应过程均与扩散控制下不可逆反应拟合度最高，且Cu2+、Ag+的成核方式均为三维瞬时成核。其中得到的铜-银镀层未形成铜-银合金相，而是形成符合异常共沉积的铜、银镀层的堆积相或交错堆积相，且沉积受Ag+沉积干扰使镀层中铜的峰强度弱于单独沉积铜镀层。
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