2026年 05期
多物理场仿真在电子电镀中的应用与智能化发展
梁嘉俊;罗继业;郝志峰;狄付豪;[目的]综述多物理场仿真技术在电子电镀工艺开发与优化中的应用现状，并探讨其与人工智能融合的智能化发展趋势。[方法]结合填孔电镀与图形电镀两类典型场景，分析在COMSOL平台中对电场、传质场及流场等关键物理场的耦合建模方法，探讨该技术在预测镀层生长、评估添加剂作用、优化槽体结构与流动状态等方面的具体应用路径。[结果]大量仿真案例的模拟结果与实际电镀数据吻合良好。通过对电流密度、流场状态等关键参数的仿真优化，能够显著改善镀层均匀性与填孔效果，可为实际工艺调试提供有效指导。[结论]基于有限元方法的仿真技术可作为电子电镀工艺优化的高效工具，显著降低试错成本与研发周期。未来仿真技术与人工智能的深度融合将进一步推动电镀工艺的智能化发展，助力电子制造向数字化、精准化方向演进。
铝合金微波组件镀镍钯钴金的可焊性与可靠性研究
朴贞真;王成;厉志强;[目的]针对微波组件壳体传统化学镀Ni–P合金+电镀金工艺中Au层厚度难以兼顾可焊性与可靠性、且黄金成本高昂的问题，提出化学镀Ni–P合金+电镀Pd–Co合金+电镀Au的3层复合镀覆工艺。[方法]以6061-T651铝合金盒体为基材，分别镀覆Ni–P/Au(NiAu)和Ni–P/Pd–Co/Au(NiPdCoAu)。采用SnPb(183℃)和SnAgCu(217℃)两种焊料，对NiPdCoAu盒体焊接超小型推入式射频同轴连接器(SMP)，评价其气密性与漏率；对比研究两种镀层盒体焊接6002高速射频板及环氧树脂板后的可焊性、界面金属间化合物(IMC)生长行为及温度冲击(-65～125℃，100次)前后的剪切强度与漏率。通过扫描电镜和能谱仪(SEM/EDS)分析镀层界面结构与焊点失效机理。[结果] NiPdCoAu镀层对SnPb和SnAgCu焊料均表现出优异的润湿性，焊料铺展均匀连续。SMP焊接后氦质谱漏率稳定在10~(-9) Pa·m~3/s量级，100次温度冲击后漏率无明显变化；PCB焊接后钎透率高于90%，剪切力测试表明破坏均发生于母材Cu层与基板之间，而非焊料界面。微观结构分析显示，NiPdCoAu镀层有效抑制了脆性AuSn_4及过量Ni_6Sn_5、(Cu,Ni)_6Sn_5等IMC的生长，IMC厚度显著低于NiAu镀层，避免了“金脆”和“黑盘”问题。NiPdCoAu工艺的金属成本约为NiAu工艺的32.6%，综合镀覆成本降低63.4%。[结论]化学镀Ni–P合金+电镀Pd–Co合金+电镀Au的工艺能够在保证优异可焊性与高可靠性的前提下，大幅降低黄金用量和制造成本，满足微波组件批量化、低成本、高可靠封装要求，适用于铝合金微波组件壳体表面处理。
高强极薄电解铜箔用一体式阳极槽结构设计与制造
张淑鸽;冯庆;张乐;李博;屈嘉彬;訾茂德;任越锋;[目的]针对高强极薄电解铜箔对厚度均匀性及表面品质的严苛要求，探讨一体式阳极槽的结构设计与精度控制，为其高性能制造提供设备支撑。[方法]通过分析电解生箔机工作原理、电场分布及生箔过程控制要点，阐明阳极槽在铜箔沉积中的关键作用；重点剖析纯钛一体式阳极槽的结构设计细节，包括阳极支撑板、进液组件、密封结构的设计要点；同时阐述精密制造工艺中的应力控制方法及工作圆弧面精加工技术；通过多点测量优化前后阳极槽内弧面尺寸精度，采用标准差、极差、合格率及过程能力指数等统计指标进行量化评估。[结果]采用一体式结构设计与精密制造工艺后，直径2 000 mm和直径2 700 mm阳极槽的内弧面尺寸均匀性分别提升约31.8%和28.0%，整体精度稳定控制在±0.15 mm以内，尺寸偏差不高于±0.1 mm的合格率分别达到96.6%和91.7%。[结论]阳极槽的结构刚性、尺寸精度及稳定性是保障高强极薄电解铜箔厚度均匀性与表面品质的核心，其精密化制造是提升铜箔品质的关键路径。
石墨烯/六方氮化硼改性水性散热涂层的制备及性能研究
杨辉帆;贺若梅;令狐茂亚;喻唯;兰伟;[目的]将石墨烯(GE)和六方氮化硼(h-BN)作为改性剂添加到水性有机硅改性环氧树脂氨基烤漆(EP)中，以制备一种GE/h-BN水性散热涂层，并探讨最佳h-BN含量条件下添加GE对涂层热导率、散热性能及热稳定性的影响。[方法]通过热导率、散热温差和热重分析测试来确定涂层的散热和热稳定性效果，采用扫描电镜考察涂层的内部微观结构，并探讨了散热机制。[结果]添加h-BN能提高涂层的散热效果和热稳定性，其最佳引入量约为24.0%(质量分数)。在此基础上，用不同含量的GE作进一步改性。试验结果证明，少量GE对涂层的散热性能有促进效果，过量则会导致涂层综合性能下降，GE的最佳引入量约为4.0%(质量分数)。[结论]当GE含量过高时，其会与h-BN发生团聚，这是导致涂层性能下降的主要原因。明确涂层中GE和h-BN之间的共存关系有望进一步提升水性有机硅改性环氧树脂氨基烤漆的综合性能。
镀液循环使用对化学镀镍-磷合金性能的影响
王玉坤;李驰;李体军;[目的]研究镀液循环使用次数对化学镀Ni–P合金镀层关键性能的影响，为航空工业中化学镀镍工艺的循环化应用提供实验依据。[方法]以某市售高磷高耐蚀化学镀镍工艺为例，通过给定的化学分析和调整方法实现镀液的多次循环再生，研究不同循环次数下Ni–P合金镀层的沉积速率、耐蚀性、结合力及显微硬度，并依据航空行业标准HB/Z 5071—2004《化学镀镍工艺及质量检验》评估镀层性能。[结果]在有限的循环次数内，镀液循环使用对Ni–P合金镀层结合力、耐蚀性及沉积速率均无显著影响，各项性能仍满足工业应用要求。镀液循环使用5次时，镀态Ni–P合金镀层的显微硬度下降，但可通过热处理来恢复或提升。[结论]本研究为化学镀镍工艺在航空工业中的循环化应用提供了实验依据，具有一定的工程参考价值。
基于量子化学计算研究配位剂对锌-铁合金电沉积的影响
钟佳;贺铭珊;石磊;[目的]针对电镀Zn–Fe合金镀层耐蚀性提升的需求，通过量子化学计算研究四羟基己二酸、焦磷酸盐和羟基乙叉二膦酸(HEDP)3种常用配位剂与Fe~(2+)的配位行为，揭示配位剂对电沉积过程及镀层性能的影响机制。[方法]采用密度泛函理论(DFT)及M06-2X泛函，在def2-SVP基组水平上优化3种铁配合物的几何构型；利用sobEDA方法定量分解配位键能量；通过HOMO-LUMO轨道分析计算能隙(ΔE)；结合IGMH(基于赫什菲尔德划分的独立梯度模型)和IRI(相互作用区域指示函数)方法可视化表征配合物内Fe─O之间的弱相互作用类型与强度。[结果]能量分解表明，3种配合物的配位键均以静电作用为主导，总相互作用能排序为：羟基乙叉二膦酸合铁<焦磷酸合铁<四羟基己二酸合铁，羟基乙叉二膦酸合铁的配位键最强。HOMO-LUMO分析显示焦磷酸合铁的能隙最大，表明其化学反应活性最低、动力学稳定性最高；四羟基己二酸合铁的能隙最小，反应活性最高。IGMH和IRI分析均表明，羟基乙叉二膦酸合铁中Fe─O间强吸引弱相互作用最强，但空间排斥作用也最显著。[结论]焦磷酸盐配合物兼具较高的稳定性和适中的配位强度，是调控Zn–Fe合金电沉积行为的优选配位剂。本研究可为Zn–Fe合金电镀配位剂的筛选及工艺参数优化提供理论依据。
热浸镀锌铝镁无铬钝化钢板黑变原因分析
陈翠;谯德高;张国堂;冯永平;许明文;陈海峰;茹亮中;喻杨新;徐远丽;[目的]探究热浸镀锌铝镁钝化钢板在湿热环境下表面黑变的机理，为其性能优化提供依据。[方法]选取硅烷钝化与环氧树脂钝化两类典型无铬钝化锌铝镁钢板，检测了其耐指纹性、耐高温性、耐有机溶剂性、耐盐雾性等性能；采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了湿热环境中钝化板黑变前后组织结构变化。[结果]两种钝化板的耐指纹性、耐高温性、耐溶剂性、耐碱性等性能均较好，但膜层结构均存在不足：环氧树脂钝化膜表面分布微孔且厚度不均；硅烷钝化膜厚度不均。在湿热环境下，钝化膜的保护作用逐渐减弱，令镀层暴露并腐蚀生成以氧化锌为主的疏松产物。该产物增强了钝化板表面对可见光的吸收和漫反射，最终导致钝化板在视觉上发暗发黑。[结论]钝化膜的微观结构缺陷是湿热环境下镀层腐蚀与表观黑变的主要原因。本文的研究结果为通过改善钝化膜均匀性与致密性以防控黑变提供了明确方向。
不同封闭剂对紫铜耐高温性和耐蚀性的影响
张笑;李苓静;高洁;冯博;李亮;王振卫;[目的]紫铜在高温或盐雾环境中易发生氧化腐蚀，影响其外观、导电性及服役寿命，亟需开发兼顾耐高温与耐盐雾的封闭处理技术。[方法]通过外观观察、色差与光泽度分析和接触电阻测试对比了不同样品在110°C高温烘烤和中性盐雾试验后的性能变化，对比了不同封闭剂的综合性能。[结果]LNN-03-Cu封闭后的紫铜在高温试验后表面色泽保持良好，色差ΔE<2.0，盐雾试验后腐蚀轻微，耐高温和耐盐雾性能均较优，但其接触电阻远高于其他样品。部分有机封闭膜层在导电性方面具有优势，但高温稳定性不足。[结论]LNN-03-Cu在耐高温和耐盐雾腐蚀方面具有显著优势，适用于对导电性无严格要求的防护场景；有机封闭剂在保持低接触电阻方面表现突出，但需进一步提升高温稳定性。实际应用中应根据部件功能需求合理选择封闭剂类型。
纳米Al_2O_3颗粒对MB8镁合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响
李坤;黎颖怡;姜炳春;雷和平;黄珠;廖秀香;[目的]为解决MB8镁合金微弧氧化(MAO)膜层孔隙率高、耐蚀性不足的问题，探究纳米Al_2O_3颗粒对膜层组织与性能的调控机制。[方法]在硅酸盐基电解液中添加不超过12 g/L的纳米Al_2O_3颗粒，采用恒流模式制备MAO膜层，通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征膜层的微观形貌与相组成，结合表面粗糙度仪测试形貌参数，借助极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)评价耐蚀性，并根据电压-时间曲线分析MAO过程的放电行为。[结果]膜层物相主要由MgO、MgSiO_3和Mg_2SiO_4组成，未受纳米Al_2O_3颗粒的影响。随着纳米Al_2O_3颗粒添加量的增大，MAO膜层厚度和表面粗糙度整体呈上升趋势，腐蚀电位正移，腐蚀电流密度减小。当纳米Al_2O_3颗粒的质量浓度为8 g/L时，膜层的耐蚀性最优，体现在低频阻抗模值最高，腐蚀电流密度最小，极化电阻最大。[结论]纳米Al_2O_3颗粒对MB8镁合金微弧氧化膜的性能有显著影响，实际生产中应按需优化电参数组合，以获得理想的膜层性能。
长时间高温服役下T91钢微观组织演变与力学性能退化机制
宋震;刘小锋;栾东存;胡世浩;李卫东;李丽;马喜振;[目的]揭示长期高温服役对T91耐热钢微观组织与力学性能的影响，明确长时间服役后其性能退化的核心机制。[方法]取未服役(记为T91-0)、服役50 000 h(记为T91-5)和服役100 000 h(记为T91-10)的T91钢管材，采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征其微观组织，并结合室温冲击、高温拉伸及持久强度试验，评价其力学性能退化行为。[结果]随着服役时间延长，T91钢原奥氏体晶界逐渐模糊直至消失，马氏体板条合并粗化，位错密度显著降低，碳化物(M_(23)C_6和MX型)粗化且分布趋于均匀，T91-10试样中还检测到可观数量的残余奥氏体。长时间服役导致常温下T91钢的冲击韧性持续下降，T91-10较T91-0降幅达62%。在640～700°C范围内，上述3种服役状态的钢的屈服强度和抗拉强度均随温度升高而降低，但T91-10的塑性随着温度下降而明显恶化，其640°C下的延伸率与700°C时相比下降约1/3。[结论]马氏体板条粗化、位错密度降低及碳化物析出与粗化是导致T91钢强度与韧性退化的主要原因。本研究为T91钢在高温服役条件下的安全评估与寿命预测提供了理论依据。