chapter 7a 电镀和化学镀

电镀和化学镀

第七章

电镀和化学镀

电镀和化学镀

7.1 电镀的基本原理 电镀是金属电沉积技术之一，是通过电解 电镀是金属电沉积技术之一，方法在固体表面上获得金属沉积层的过程， 方法在固体表面上获得金属沉积层的过程， 其目的在于改变固体材料的表面特性， 其目的在于改变固体材料的表面特性，改 善外观，提高耐蚀、抗磨损、减摩性能， 善外观，提高耐蚀、抗磨损、减摩性能， 或制取特定成分和性能的金属覆层， 或制取特定成分和性能的金属覆层，提供 特殊的电、 特殊的电、磁、光、热等表面特性和其它 物理性能等。 物理性能等。

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7.1 电镀的基本原理 —般来说，阴极上金属电沉积的过程是由下列步 般来说，骤组成的： 骤组成的： (1) 传质步骤 在电解液中的预镀金属的离子或它们 的络离子由于浓度差而向阴极(工件) 的络离子由于浓度差而向阴极(工件)表面或表面 附近迁移； 附近迁移； (2) 表面转化步骤 金属离子或其络离子在电极表面 上或表面附近的液层中发生还原反应的步骤， 上或表面附近的液层中发生还原反应的步骤，如 络离子配位体的变换或配位数的降低； 络离子配位体的变换或配位数的降低； (3) 电化学步骤 金属离子或络离子在阴极上得到电 还原成金属原子； 子，还原成金属原子； (4) 新相生成步骤 即生成新相，如生成金属或合金. 即生成新相，如生成金属或合金.

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7.1 电镀的基本原理 电镀槽中有两个电极，一般工 电镀槽中有两个电极，件作为阴极，电源接通后便在 件作为阴极， 两极间建立起电场， 两极间建立起电场，在电场作 用下金属离子或络离子向阴极 迁移， 迁移，并在靠近阴极表面处形 成所谓的双电层， 成所谓的双电层，此时阴极附 近离子浓度低于远离阴极区域 的离子浓度， 的离子浓度，从而导致离子的 远距离迁移。 远距离迁移。金属离子或络离 子释放掉络合物， 子释放掉络合物，通过双电层 而到达阴极表面放电发生还原 反应生成金属原子。 反应生成金属原子。

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7.1 电镀的基本原理 在水溶液和有机溶液中进行的电镀称为湿法电镀; 法电镀; 在熔融盐中进行的电镀称为熔融盐电镀； 在熔融盐中进行的电镀称为熔融盐电镀；

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7.1 电镀的基本原理镀层按镀层的性能分为三类： 镀层按镀层的性能分为三类： (1) 防护性镀层 镀锌及锌合金，镀镉等； 镀锌及锌合金，镀镉等； (2) 防护装饰性镀层 多层镍+铬，钢+镍+铬.铜 多层镍+ +锡+铬.镍+铜+镍+铬等； 铬等； (3) 功能性镀层 耐磨减摩 吸热反光 抗氧耐酸 改 善钎焊性 导电性 电镀层必须满足的三个条件： 电镀层必须满足的三个条件： 1) 基体金

属结合牢固，附着力好； 基体金属结合牢固，附着力好； 2) 镀层完整，结晶细致，孔隙少； 镀层完整，结晶细致，孔隙少； 3) 镀层厚度分布均匀。 镀层厚度分布均匀。

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7.2 电镀溶液的基本组成 析出金属的易溶于水的盐类，称为主盐； 析出金属的易溶于水的盐类，称为主盐； 能与析出的金属离子形成络盐的成分； 能与析出的金属离子形成络盐的成分； 提高镀液导电性的盐类； 提高镀液导电性的盐类； 能保持溶液的PH值在要求范围内的缓冲剂 值在要求范围内的缓冲剂； 能保持溶液的PH值在要求范围内的缓冲剂； 有利于阳极溶解的助溶阴离子； 有利于阳极溶解的助溶阴离子； 影响金属离子在阴极上析出的成分——添加剂 添加剂； 影响金属离子在阴极上析出的成分——添加剂； 电流效率 分散能力 深镀能力 整平能力 在特定条件下镀液使镀件表面镀层分布更加均匀 的能力； 的能力； 分散能力 镀液所具有的能使镀层的轮廓比底层更平滑的能 力； 平滑能力

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在特定条件下镀液使镀件表面镀层分布更加均匀的能力； 加均匀的能力； 分散能力 镀液所具有的能使镀层的轮廓比底层更平 滑的能力； 滑的能力； 平滑能力

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7.3 电镀的实施方式1)挂镀 1)挂镀

挂镀是电镀生产中最常用 的一种方式。 的一种方式。挂镀是将零件 悬挂于用导电性能良好的材 料制成的挂具上, 料制成的挂具上, 然后浸没 于欲镀金属的电镀溶液中作 为阴极，在两边适当的距离 为阴极， 放置阳极， 放置阳极，通电后使金属离 子在零件表面沉积的一种电 镀方法。 镀方法。

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7.3 电镀的实施方式2) 滚镀滚镀是电镀生产中的另一种常 用方法。 用方法。它是将欲镀零件置于多角 形的滚筒中， 形的滚筒中，依靠零件自身的重量 来接通阴极， 来接通阴极，在滚简转动的过程中 实现金属电沉积的。 实现金属电沉积的。 与挂镀相比， 与挂镀相比，滚镀最大的优点是 节省劳动力，提高生产效率。 节省劳动力，提高生产效率。设备 维修费用少且占地面积小， 维修费用少且占地面积小，镀件镀 层的均匀性好。但是， 层的均匀性好。但是，滚镀的使用 范围受到限制。 范围受到限制。镀件不宜太大和太 单件电流密度小，电流效率低, 轻；单件电流密度小，电流效率低, 槽电压高、槽液温升快、 槽电压高、槽液温升快、镀液带出 量大。 量大。

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7.3 电镀的实施方式3)刷镀电刷镀技术采用一专用的直流 电源设备，电源的正极接镀笔， 电源设备，电源的正极接镀笔，作 为刷镀时的阳极， 为刷镀时的阳极，电源的负极接工 作为刷读镀时的

阴极。 件，作为刷读镀时的阴极。镀笔通 常采用高纯细石墨块作阳极材料， 常采用高纯细石墨块作阳极材料， 石墨块外面包裹上棉花和耐磨的涤 棉套。 棉套。刷镀时使浸满镀液的镀笔以 一定的相对运动速度在工件表面上 移动，并保持适当的压力。 移动，并保持适当的压力。在镀笔 与工件接触的部位， 与工件接触的部位，镀液中的金属 离子在电场力的作用下扩散到工件 表面. 表面.并在工件表面获得电子被还 原成金属原子， 原成金属原子，这些金属原子在工 件表面沉积结晶，形成镀层。 件表面沉积结晶，形成镀层。随着 刷镀时间的增长，镀层逐渐增厚。 刷镀时间的增长，镀层逐渐增厚。

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7.3 电镀的实施方式电刷镀技术的特点： 电刷镀技术的特点： (1)设备特点 (1)设备特点 电刷镀设备简单，体积小、重量轻，多为便携式或可移 动式，使于现场使用或进行野外抢修。 电刷镀不需要镀 槽，也不需要挂具，与槽镀相比较，设备量大大减少， 因而对场地设施的要求大大降低。 一套设备可以完成多个镀种的刷镀。 镀笔(阳极)材料主要采用高纯细石墨，是不溶性阳极。 镀笔(阳极) 石墨的形状可根据需要制成各种样式，以适应被镀工件 表面形状为宜。刷镀某些镀液时，也可以采用金属材料 作阳极。 电刷镀设备的用电量、用水量比槽镀少很多，可以节约 能源、资源。

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7.3 电镀的实施方式(2)镀液特点 (2)镀液特点 电刷镀溶液大多数是金属有机络合物水溶液，络合物一般 在水中溶解度大，并且稳定性好。因而镀液中金属离子含 量通常比槽镀高几倍到几十倍。 不同镀液有不同的颜色，透明清晰，没有浑浊或沉淀现象， 便于鉴别。 镀液性能稳定，使用范围较宽，在使用过程中不必调整金 属离于浓度。 不燃、不爆、无毒性，大多数镀液接近中性，腐蚀性小， 因而具有安全可靠，便于运输和储存等优 …… 此处隐藏：2914字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……