摘要：采用硫酸盐镀液体系，在紫铜箔上电沉积制备了Fe-Ni合金镀层，研究了镀液成分(如镀液中添加剂含量、Ni2+／Fe2+浓度比)及主要的沉积工艺参数(包括阴极电流密度、温度和搅拌速率)对镀层表面质量、成分及组织的影响。镀液成分及最佳工艺参数为：0．3 mol／L NiS04·6H20，O．08 mol／L FeS04·7H20，2 g/L糖精，O．35 g／L 1，4-丁炔二醇，电流密度3．7 A／dm2，施镀温度40 ℃，搅拌速率200 r／min。 关键词：因瓦合金；铁镍合金镀层；硫酸盐；电沉积；工艺参数 中图分类号：TQl53．2 文献标志码：A 文章编号：1004—227X(2009)05—0009—04 Study on iron-nickel invar alloy prepared by electrodeposition／／LIU Yi—chun，LIU Lei*，SHEN Bin，LI Jia—ke．HU Wen—bin Abstract：A Fe—Ni alloy coating was prepared on red copper foil by electrodeDosition from a sulfate electrolyte．The effects of bath composition(such as the contents of additives and the concentration ratio of(Ni2+to Fe2+)and process parameters(including cathodic current density，temperature and stirring rate)on the surface quality，composition and structure of deposit were studied．The bath composition and optimal process parameters were obtained as follows：0．3 mol／L NiS04·6H20，0．08 mol／L FeS04·7H20，2 g／L saccharin，0．35 g／L l，4-butynediol，current density 3．7 A／dm2。temperature40℃，and stirring rate 200 r／min． Keywords：invar alloy；iron-nickel alloy coating；sulfate；electrodeposition；process parameter First-author’S address：State Key Laboratory of Metal Matrix Composites，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200240，China
1 前言
1896年法国人C．E．Guillaume在研究铁镍合金的过程中发现镍质量分数为36％的镍铁合金在很宽的温度范围内具有极低的热膨胀系数，将其命名为因瓦合金(invar源自invariable一词，意指“不变的”)。从此，因瓦合金被广泛用于精密仪器、电子元器件、航空航天以及半导体封装等领域[1-3]。
因瓦合金的常规制备方法有熔炼铸造法、冷塑性变形、真空蒸镀、溅射成膜等，电沉积法与这些制备方法相比，具有一些独到的优点，如电沉积层具有纳米级的晶粒尺寸，高的密度和低的孔隙率，易于通过调节工艺参数和电解液成分来控制镀层厚度、化学成分、结晶组织和晶粒大小，反应所需温度低，能耗小[4]。因此，如能用电沉积法制备出性能优良的Fe-Ni因瓦合金，则能获得良好的经济效益和应用价值。目前，国内外关于Fe-Ni合金的电沉积法制备及性能研究的报道很多[5-10]，但关于电沉积法制备因瓦合金的研究报道较少。龚竹青、罗北平等[11-12]探讨了硫酸盐一氯化物镀液体系中制备因瓦合金箔的电沉积工艺并对其微观结构和耐蚀性进行了研究；S．H．Kim、H．J．Sohn等[13]使用脉冲电沉积法制备了因瓦合金薄膜，并着重研究了糖精对其微观结构的影响。
本文利用直流电沉积法在硫酸盐镀液体系中制备了Fe—Ni合金镀层，着重研究了镀液中添加剂含量、Ni2+／Fe2+浓度比以及主要的沉积工艺参数(如温度、阴极电流密度、搅拌速率)对镀层表面质量、成分及组织的影响，在此基础上通过调节工艺参数组合，制备出镍质量分数为63％的Fe-Ni合金镀层，并对其微观形貌、物相组成进行了表征。
电沉积制备铁-镍因瓦合金的工艺研究：实验 电沉积制备铁-镍因瓦合金的工艺研究：结果与讨论 电沉积制备铁-镍因瓦合金的工艺研究：结论 |
