研究开发环保型碱性无氰镀铜工艺技术替代现有工业中的氰化物镀铜工艺具有十分重要的科学意义与实用价值,这不仅有利于电镀工业的清洁生产与环境保护,也有利于消除工业生产的公共安全隐患。目前有关碱性无氰镀铜工艺技术的研究报导较多,HEDP溶液体系镀铜具有优良的分散能力和良好的结合力,是目前替代氰化物镀铜最理想的工艺技术,但其在实际应用仍然存在一些问题。为此,本论文探讨了环保型HEDP溶液体系镀铜新工艺的最佳镀液组成与工艺条件,电极过程动力学规律和作为预镀铜技术在钢铁,铝及铝合金以及锌合金基体上的应用。试验通过赫尔槽试验和方槽试验研究了以羟基亚乙基二膦酸（HEDP）为Cu²⁺离子的络合剂和K₂CO₃为导电盐的碱性镀液体系电镀铜的工艺过程。研究结果表明,提高镀液中HEDP与Cu²⁺离子的络合比有利于阴极电沉积铜,在不使用其他任何添加剂的情况下都能获得与基体金属结合力良好的致密铜镀层。试验确定HEDP溶液体系镀铜的最优镀液组成与工艺规范为:Cu²⁺浓度为10g/L;HEDP浓度160g/L;pH值为9.0;K₂CO₃浓度为60g/L;EHS浓度为0.5ml/L;镀液温度为50℃;空气搅拌;阴极电流密度为2A/dm²。这一具有高络合比的新工艺镀液组成简单,维护容易,不添加辅助络合剂和其他添加剂,具有良好的分散能力和深度能力。这一新工艺在钢铁基体,浸锌处理后的铝及铝合金基体,锌合金压铸件上都能得到半光亮,致密和结合力良好的预镀铜层。试验通过多种电化学测量方法研究了HEDP溶液体系电沉铜的电化学行为与动力学规律。研究结果表明,在碱性HEDP溶液体系中,Cu²⁺离子与HEDP离解的配体Y^2-形成络合离子,其主要存在的络合离子形式为CuY^2-。碱性HEDP溶液体系电沉积铜的阴极过程发生电化学极化,动力学方程为Tafel方程,Cu²⁺离子的阴极还原一步完成,表现为无前置转化反应或前置转化反应很快的不可逆电极过程,电极反应的可能机理为: CuY^2- + 2e→Cu+Y^4-