非金屬化學鍍非貴金屬活化工藝研究進展

錢遜　岳志麟　郭晶晶　蘇永慶

摘? ?要：介紹了近3年來幾種新型非金屬化學鍍非貴金屬活化工藝的研究進展，總結分析了不同非貴金屬活化工藝的方法、性能表征以及優缺點，對研究趨勢進行了總結和展望。

關鍵詞：非金屬;化學鍍;活化

化學鍍是非金屬表面最常見的金屬化方法，已被廣泛應用于電子工業、儀器儀表、汽車等領域的材料表面加工處理中?；瘜W鍍是指在工件表面用還原劑沉積金屬離子，擁有自催化中心的基材表面（如金屬）才能進行化學鍍，但非金屬并不具備催化中心，表面難與金屬鍍層形成良好的結合力。因此，化學鍍前的系列處理是必要的。

傳統的非金屬化學鍍的工藝方法為：工件→前處理→敏化→活化→化學鍍→后處理（如電鍍），在活化過程中需使用貴金屬鹽，成本較高、操作繁瑣。新興的非貴金屬活化工藝成為研究的熱點，本文將介紹近3年來各種新型的非貴金屬活化工藝，進行概述和分析，并對研究趨勢進行總結和展望。

1? ? 非貴金屬活化工藝研究進展

Chen等[1]提出了一種利用紫外線共價接枝和噴淋輔助化學鍍液逐層沉積的工藝對塑料進行活化和金屬化，得到了均勻的銀膜。具體工藝流程為：將ABS（丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚物）樣品用乙醇純溶液進行超聲清洗，隨后將其浸入乙醇溶液中5 min，與2 mmol/L疊氮化物（P-TES）反應10 s，然后進行紫外線（365 nm）共價接枝，隨后清洗樣品，在70 ℃下的烘箱烘干10 min。接著將樣品分別浸入0.1 mol/L SnCl2溶液和40 mL/L HCl水溶液中5 min進行敏化處理，隨后用水清洗。再用含有0.1 mol/L AgNO3，50 mL/L NH3·H2O的現配溶液A和含有1 mol/L乙二醛、0.1 mmol/L三乙醇胺的現配溶液B同時對ABS樣品進行噴淋，最后用蒸餾水沖洗樣品，在75 ℃下的烘箱烘干10 min。該工藝通用有效、廉價環保，鍍銀層與基體之間黏結強度最高可達20 N/cm，高于傳統活化工藝效果。圖1為經TES處理的ABS樣品的紅外光譜。紅外光譜結果表明，在ABS表面接枝并組裝了TES分子。

Ratautas等[2]采用注射成型的聚酰胺6（PA6）作為基底，用脈沖持續時間10 ps、脈沖重復頻率為1 MHz、最大平均功率可達60 W的微米激光和脈沖持續時間10 ns、脈沖重復頻率為100 kHz、最大功率為12 W的納米激光對PA6表面進行選擇性的活化改性，將Ag+離子還原為Ag單質，形成自催化中心，隨后進行化學鍍。通過SEM分析和潤濕動力學試驗提出了激光選擇性活化機理，圖2分別為經微米激光和納米激光活化后的PA6表面，最后總結出新的電路制備技術[3]。

YU等[4]為了提高玻璃成型時用的鎳磷（Ni-P）模具材料的力學性能，提出一種超聲波輔助化學鍍法合成石墨烯增強鎳磷（G-Ni-P）復合材料薄膜，采用電化學剝離法制備石墨烯薄片。制得的G-Ni-P復合鍍層的表面粗糙度為Ra 2.84 μm，高于相同方法沉積的Ni-P鍍層。

Wang等[5]提出了一種在陶瓷表面制備高性能銅層的簡便工藝，通過表面改性聚多巴胺，活化后的氧化鋁陶瓷基材能夠吸附銀離子，在低溫下催化后續化學鍍銅，檢測所制備材料的性能，結果顯示成功制得致密的銅層。因此，對工業應用具有一定的可行性，在電子電路和器件領域中有著廣闊的應用前景。

Huang等[6]采用一種新型活化溶液（硝酸銀、硅烷偶聯劑KH-550、乙醇、二氧化硅顆粒和去離子水的混合溶液）直接涂布于聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面選擇性地進行沉積銅層工藝，該活化液可以直接在PET基體上沉積，同時與PET表面緊密結合，研究了鍍層對銀的吸附量、沉積速度和電穩定性，制得銅涂層2.5 μm，電阻率是2.1×10-6 Ω·cm，同時，研究了二氧化硅對提高活化液涂層表面粗糙度的作用。

2? ? 結語

詳細概述了近3年非金屬化學鍍非貴金屬活化工藝研究進展，這些研究的重點和難點都是讓非金屬表面具有自催化中心，隨后與金屬有良好的結合力。激光誘導活化、超聲波輔助活化、表面改性聚多巴胺活化和制備新型活化溶液等非貴金屬活化工藝成為目前活化工藝的重點，隨著塑料、陶瓷、玻璃等非金屬的廣泛使用成為研究的熱點。

[參考文獻]

[1]CHEN D，KANG Z.ABS plastic metallization through UV covalent grafting and layer-by-layer deposition[J].Surface and Coatings Technology，2017（328）：63-69.

[2]RATAUTAS K，ANDRULEVI?IUS M，JAGMINIEN? A，et al.Laser-assisted selective copper deposition on commercial PA6 by catalytic electroless plating-Process and activation mechanism[J].Applied Surface Science，2019（470）：405-410.

[3]RATAUTAS K，JAGMINIEN? A，STANKEVI?IEN? I，et al.Laser assisted fabrication of copper traces on dielectrics by electroless plating[J].2018（74）：367-370.

[4]YU Q，ZHOU T，JIANG Y，et al.Preparation of graphene-enhanced nickel-phosphorus composite films by ultrasonic-assisted electroless plating[J].Applied Surface Science，2018（435）：617-625.

[5]WANG Y，XU Y H，CAO Z Y，et al.A facile process to manufacture high performance copper layer on ceramic material via biomimetic modification and electroless plating[J].Composites Part B：Engineering，2019（157）：123-130.

[6]HUANG J，ZHANG Y，YUAN M，et al.A facile process to fabricate electroless plating on PET sheet：effects of surface roughness on adhesive force，electronic and structural properties of copper coating[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers，2019（34）：22-24.