金屬電鍍的基本常識與問答

金屬電鍍的基本常識與問答1.1電鍍定義電鍍(electroplating)是一種電離子沉積過程(electrodepos-itionprocess)，是利用電極(electrode)通過電流，使金屬附著在物體表面上，其目的為轉(zhuǎn)變物體表面的特性或尺寸。1.2電鍍目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit)，轉(zhuǎn)變基材表面性質(zhì)或尺寸。例如給予金屬表面的光澤美觀、物品防銹、防止磨耗；提高導(dǎo)電度、潤滑性、強(qiáng)度、耐熱性、耐候性；熱處理的防滲碳、氮化；尺寸或磨耗的零件修補(bǔ)。1.3各種鍍金方法電鍍法(electroplating)無電鍍法(electrolessplating)熱浸法(hotdipplating)熔射噴鍍法(sprayplating)塑料電鍍(plasticplating)浸漬電鍍(immersionplating)滲透鍍金(diffusionplating)陰極濺鍍(cathodesupptering)真空離子電鍍(vacuumplating)合金電鍍(alloyplating)復(fù)合電鍍(compositeplating局部電鍍(selectiveplating)穿孔電鍍(through-holeplating)筆電鍍(penplating)電鑄(electroforming)1.4電鍍基本學(xué)問電鍍大部分是在液體(solution)下進(jìn)行，而且大多是在水溶液(aqueoussolution)中電鍍，大約有30種的金屬可由水溶液進(jìn)行電鍍，例如：銅Cu、鎳Ni、鉻Cr、鋅Zn、鎘Cd、鉛Pb、金Au、銀Ag、鉑Pt、鈷Co、錳Mn、銻Sb、鉍Bi、汞Hg、鎵Ga、銦In、鉈、As、Se、Te、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W等等。有些金屬必需由非水溶液進(jìn)行電鍍，例如：鋰、鈉、鉀、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、La、Ti、Zr、Ge、Mo等等?？捎伤芤杭胺撬芤旱碾婂兘饘儆校恒~、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、鎳等等。還包括以下幾項：溶液性質(zhì)物質(zhì)反應(yīng)化學(xué)式電化學(xué)界面物理化學(xué)材料性質(zhì)1.4.1溶液被溶解之物質(zhì)稱為溶質(zhì)(solute)，使溶質(zhì)溶解之物質(zhì)稱為溶劑(solute)。溶劑為水之溶液稱之水溶液(aqueoussolution)。表示溶質(zhì)溶于溶液中之量為濃度(concentration)。在肯定量的溶劑中，溶質(zhì)能溶解之最大量值稱之溶解度(solubility)。達(dá)到溶解度值之溶液稱之為飽和溶液(saturatedsolution)，反之為非飽和溶液(unsaturatedsolution)。溶液之濃度，在生產(chǎn)和作業(yè)管理中，使用易了解和便利的重量百分比濃度(weightpercentage)和常用的摩爾濃度(molalconcentration)。1.4.2物質(zhì)反應(yīng)(reactionofmatter)在電鍍處理過程中，有物理變化及化學(xué)變化，例如研磨、干燥等為物理反應(yīng)，電解過程有化學(xué)反應(yīng)，我們必需充分了解在處理過程中的各種物理和化學(xué)反應(yīng)的相互關(guān)系及影響。1.4.3電鍍常用之化學(xué)式1.溫度之換算:0℃=5/9(0oF-32)0oF=1.80℃=320K=0℃=2732．密度：D=M/VM=質(zhì)量V=體積3．比重：S.G=物質(zhì)密度/水的密度（4℃時）4．波美：（Baume）Be=145-145/比重比重=145/145-Be例如：20%H2SO4溶液，在20℃是其Be值是17，求該種液體比重是多少？答：該種液體比重=145/145-17=145-128=1.135．合成物之水分比：例如，NiSO4，7H2O中含水多少？答：NiSO4，7H2O=280.877H2O=126H2O%=126/280.87*100%=44.9%6．比率：例如，鍍鉻槽有400加侖溶液含500磅鉻酸，問同樣的濃度，100加侖鍍鉻液需要含多少鉻酸？400/500=100/XX=125答：需要量125磅鉻酸。7．溶液的重量換算成容積：例如，96%H2SO4，比重1.854求配制1公升標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液需要多少毫升96%H2SO4？一公升的標(biāo)準(zhǔn)酸液的硫酸重量=98/2=49克49克/（（1.8354克）/（ml0.96））=27.82ml答：需要27.82ml的96%H2SO48．中和：例1，用14.4ml的1N的溶液中和310ml的NaOH溶液，求NaOH溶液之當(dāng)量濃度?14.4ml1N=10mlxNx=1.44答：NaOH溶液之當(dāng)量濃度為1.44N例2，1.1738N的HCl溶液中和10ml的1.1034NNaOH溶液,求需HCl溶液多少毫升?xml1.1738N=10ml1.1034Nx=9.4ml答：需要9.4ml的1.1738N的HCl溶液。9．法拉第定律（FaradaysLaw）例1，計算用5安培電流經(jīng)過5小時，銅沉積重量，其電流放電率為100%沉積重量=（原子量/（原子價96500））（電流時間電流效應(yīng)）W=(A/(n96500))(ITCE)W=(63.54/(296500))(556060100%)=31.8g答：可沉積31.8g的銅。例2，要在10分鐘鍍2.5克的鎳在NiSO4鍍液需要多大電流？設(shè)電流效率為100%，I=((n96500)/(A))((W)/(TCE))=((296500)/(58.69))((2.5)/(1060100%))=13.7A答：需要13.7A電流例3，鍍件表面積為1000cm2，在硫酸銅鍍液中通過15A電流，電流效率100%，求鍍銅51m所需要的時間。銅密度為8.93g/cm3t=((n96500D)/(A))((aread)/(ICE))=((2965008.93)/(63.45))((1000510-4)/(15100%))=900秒=15分鐘答：所需時間為15分鐘。例4，鍍件表面積為1.5m2，平均電流為1500A,15分鐘鍍得平均鋅鍍層251m,鋅的密度為7.14g/m3,鋅的原子量為65.38,求電流效率？CE=WAct/WThen100%=((1.5m2251m7.14g/m3)/((65.38)/(296500))15001560))100%=59%答：其電流效率為59%例5，酸性鍍錫溶液做連續(xù)性銅片鍍錫，銅片0.9m寬，銅片的進(jìn)行速度500m/min，電流密度5000A/m2，上下兩面欲鍍上0.41m錫厚，電流效率100%，錫的密度7.31g/cm3，原子量118.7，求電鍍槽需要多少m長？槽長L=((n96500D)/(A))((Sd)/(DICE))=((2965007.31g/cm3)/(118.7))((500m/min0.41m)/(5000A/m2100%))=8m答：所需要的長度為8米。例6，使用不溶性陽極鍍鉻，電流效率為18%，通過電流為1