随着装饰镀金和工业镀金的不断发展,纯金镀层硬度低、耐磨性差等缺点使其越来越难以满足使用要求。铜元素可以提高金镀层的硬度,钯元素可以提高金镀层的耐磨性和接触电阻稳定性,因此金-铜-钯合金镀层具有非常广阔的应用前景。目前广为应用的电镀金合金镀液大多为氰化镀液,或者含有剧毒添加剂,对环境有害,有损人体健康。因此,本文提出了一种无氰无毒的金-铜-钯合金镀液。根据课题研究要求,本文制定了相应的研究方案,确定了电镀工艺流程、前处理工艺配方以及性能测试和电化学测试方法。在此基础上,研究了硫代硫酸钠、六次甲基四胺、柠檬酸钾等辅助配位剂对镀层性能的影响,发现硫代硫酸钠和六次甲基四胺的加入会使镀层的光亮度和电接触性能下降,而柠檬酸钾则可以改善镀层结合力,提高镀层光亮度,降低其与铂铱丝的接触电阻。采用单因素法,以镀液稳定性和镀层外观为主要评价指标,以镀层硬度为辅助评价指标,对镀液组成和工艺条件进行优化,得到了最佳工艺配方：金10g/L,二氯二氨钯6g/L,硫酸铜1g/L,亚硫酸铵120g/L,柠檬酸钾100g/L, Na2EDTA40g/L,pH值为8,温度50℃,搅拌速度1000r/min,电流密度0.2A/dm2。用此工艺配方得到的镀层有光亮的外观,结合力好,接触电阻低,硬度高,耐蚀性强；镀层成分为：金84.79%,铜12.68%,钯2.53%；合金元素分布均匀,形成了具有晶体结构的连续固溶体。镀层性能满足装饰性和电接触材料使用要求,可以用作装饰性镀层和电接触材料。优化后的镀液的分散能力、覆盖能力和稳定性均较好。在对镀液组成和工艺条件优化的同时,研究了其对镀层成分的影响,得到了其对镀层中各合金元素含量的影响规律,依照此规律可以有效地控制镀层成分,获得不同性能的金-铜-钯合金镀层。通过电化学测试,研究了金-铜-钯合金的电沉积行为。通过分析扫描速度为50mV/s的循环伏安曲线可知,金-铜-钯合金的电沉积经历了三维成核过程。通过分析不同扫描速度下的循环伏安曲线可知,金-铜-钯合金的电结晶过程为扩散控制过程,且该过程是非可逆的。通过分析含不同辅助配位剂的镀液的恒电势暂态曲线,发现柠檬酸钾可以大大缩短阴极表面双电层充电时间,从而改善镀层性能,而硫代硫酸钠和六次甲基四胺在这方面的作用则不明显。通过分析其对应的成核曲线,发现含柠檬酸钾的镀液的成核曲线与理论成核曲线最为接近,其成核方式为连续成核和瞬时成核共存。