2 0 1 1第一章+ +電鍍 基 礎(chǔ).ppt

1、第一章 電鍍基礎(chǔ),第一節(jié) 電鍍概述 第二節(jié) 金屬電結(jié)晶 第三節(jié) 電解液性能,一、電鍍定義 二、電鍍原理 三、 鍍層分類 四、對鍍層的要求,第一節(jié) 電鍍概述,第一節(jié) 電鍍概述,一、電鍍定義 電鍍是指通過電化學(xué)方法在固體表面上沉積一薄層金屬或合金鍍層的過程。就是給金屬或非金屬穿上一件金屬“外衣”。 鍍覆層主要是各種金屬和合金。單金屬鍍層有鋅、鎘、銅、鎳、鉻、錫、銀、金、鈷、鐵等20多種；合金鍍層有鋅-銅、鎳-鐵、鋅-鎳-鐵等230多種。 二、電鍍原理 具有導(dǎo)電性能的工件接陰極 浸入含被鍍金屬離子的電解質(zhì)溶液 被鍍金屬接陽極 通外電流 電化學(xué)作用金屬離子陰極在工件表面沉積基體牢固結(jié)合的鍍覆層。Ni

2、2 2e Ni,三、 鍍層分類 鍍覆層主要是各種金屬和合金 單金屬鍍層有鋅、鎘、銅、鎳、鉻、錫、銀、金、鈷、鐵等20多種； 合金鍍層有鋅-銅、鎳-鐵、鋅-鎳-鐵等230多種。 主要有兩種分類方法： 按鍍層用途分類； 按鍍層與基體金屬的電化學(xué)關(guān)系分類。,第一節(jié) 電鍍概述,（一）按鍍層用途分類 按鍍層的用途，可將鍍層分為防護(hù)性鍍層、防護(hù)裝飾性鍍層和功能性鍍層。 1、防護(hù)性鍍層：作用防止金屬零件的腐蝕的鍍層(占全部電鍍層的60以上)。 例如，一輛CA141型汽車上的零件受鍍面積可達(dá)10m2以上，主要是為了防止金屬結(jié)構(gòu)件和緊固件的腐蝕。鍍鋅鋼板。 主要鍍層種類：鍍鋅層、鍍鎘層和鍍錫層以及鋅基合金鍍層(

3、Zn-Fe、 Zn-Co、 Zn-Ni等)。,第一節(jié) 電鍍概述,對于黑色金屬零件： 在一般大氣條件下用鍍鋅層來保護(hù)；主要用于標(biāo)準(zhǔn)緊固件、儀器儀表的底板及其他零件。如螺絲類產(chǎn)品只能用電鍍而不能用油漆來防腐蝕。,電鍍鋅/耐指紋,電鍍鋅刀片刺網(wǎng),杯子(冷扎板+電鍍鋅),在海洋性氣候條件下，常用鍍鎘層來保護(hù)；當(dāng)要求鍍層薄而抗蝕能力強(qiáng)時對銅合金所制造的航海儀器，則使用銀鎘合金將更好些。 對于接觸有機(jī)酸的黑色金屬零件，如食品容器、機(jī)器，易拉罐、錫皮紙則采用鍍錫層來保護(hù)，它不僅具有較強(qiáng)的防蝕能力，而且腐蝕產(chǎn)物對人體無害。,鍍鎘,鍍錫粒,鍍錫銅包鋼線,鍍錫機(jī)械,第一節(jié) 電鍍概述,2、防護(hù)裝飾性鍍層 作用：對很

4、多金屬零件，既要求防腐蝕，又要求具有經(jīng)久不變的光澤外觀即裝飾性，這就要求施加防護(hù)裝飾性電鍍。（僅次于防護(hù)性電鍍層、約占30）。 主要鍍層種類：因?yàn)閱我唤饘馘儗雍茈y同時滿足防護(hù)與裝飾雙重要求，所以這種鍍層常采用多層電鍍，即首先在基體上鍍上“底”層，而后再鍍上“表”層，有時還要鍍“中間”層。例如，通常的銅/鎳/鉻，化學(xué)鍍NiP合金鍍層，彩色電鍍層及仿金電鍍層（CuZn）等。 例如，通常的銅/鎳/鉻多層電鍍用于自行車、縫紉機(jī)、轎車的外露部件。,第一節(jié) 電鍍概述,自行車： 上海鳳凰、永久：Cu(68um)-Ni(1214um)-Cr(0.5um)(20um)；摩托車 臺商捷安特： Ni(半光亮6um)

5、-Ni(光亮3.5um)-Cr(0.5um)(10um) 仿金鍍層：在ABS塑料上CuZn或CuSnZn，在燈具上來代替鉻或裝飾件上代替金。 3功能性鍍層 為了滿足工業(yè)生產(chǎn)或科學(xué)技術(shù)的一些特殊機(jī)械、物理性能的需要，可提供各種各樣的功能性鍍層。種類很多： (1)耐磨和減摩鍍層： 耐磨鍍層是給零件鍍一層高硬度的金屬，以增加它的抗磨耗能力。,第一節(jié) 電鍍概述,在工業(yè)上應(yīng)用： 對許多直軸或曲軸的軸頸、壓印輥的輥面、發(fā)動機(jī)的汽缸和活塞環(huán)、沖壓模具的內(nèi)腔、槍和炮管的內(nèi)腔等均鍍硬鉻，使它的顯微硬度高達(dá)1000HV左右。 對一些儀器的插拔件，既要求具有高的導(dǎo)電能力，又要求耐磨損，常要求鍍硬銀、硬金、鐒等。 減

6、摩鍍層：在摩擦接觸面上鍍上韌性金屬(減摩合金)，起潤滑作用，從而減少了滑動摩擦。這種鍍層多用在軸瓦、軸套上，以延長軸和軸瓦的使用壽命。作為減摩鍍層的金屬有錫、鉛錫合金、鉛姻合金、鉛錫鋼及鉛銻錫二元合金等。,第一節(jié) 電鍍概述,(2)熱加工用鍍層 作用：為了改善機(jī)械零件的表面物理性能，常常要進(jìn)行熱處理。但是對一個部件來說，并不是整個都需要改變它原來的性質(zhì)，甚至某些部位性能改變后臺帶來危害，那就要在熱處理之前，先把不需要改變性能的部位保護(hù)起來。 例如，在工業(yè)牛產(chǎn)中為了 防止局部滲碳要鍍銅；C/Cu 防止局部滲氮要鍍錫;N/Sn 這是利用碳或氮在這些金屬中難以擴(kuò)散的特性來實(shí)現(xiàn)的。,第一節(jié) 電鍍概述,(

7、3)導(dǎo)電性鍍層 作用：為了提高電器、無線電及通信設(shè)備中元器件表面導(dǎo)電性的鍍層。 常使用銅、銀、金等鍍層。若要求耐磨時，就要鍍銀銻合金、金鈷合金、金銻合金等。另外，在波導(dǎo)元件生產(chǎn)中，大多要鍍銀、金等。 例如，印刷電路板電鍍：,印刷電路板電鍍： 印刷電路板的基板是以環(huán)氧樹脂為黏合劑的覆有銅箔的纖維增強(qiáng)塑料。對于印刷電路板上的孔需鍍導(dǎo)電物質(zhì)孔金屬化。其過程：,第一節(jié) 電鍍概述,第一節(jié) 電鍍概述,(4)磁性鍍層 應(yīng)用：在錄音機(jī)及電子計(jì)算機(jī)等設(shè)備中，所用的錄音帶、磁環(huán)線、磁鼓、磁盤等存儲裝置均需磁性材料。目前多用電鍍和化學(xué)鍍方法來制造磁性材料。 常用的磁性合金鍍層有鈷鎳、鎳鐵、鈷鎳磷、鈷磷、鈷鎢磷、鈷錳

8、磷、鈷鎳錸磷等。 (5)抗高溫氧化鍍層（復(fù)合鍍層） 應(yīng)用：當(dāng)前在許多先進(jìn)技術(shù)部門中，需使用高熔點(diǎn)的金屬材料制造特殊用途的零件，但這些零件在高溫腐蝕介質(zhì)中容易氧化而損壞。例如，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的內(nèi)腔、噴氣發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片、電子管及晶體管的管腳與插座等。 常需要鍍鎳、鉻和鉻合金鍍層提高其抗高溫氧化性能。 在某些情況下，還使用復(fù)合鍍層，在鍍層中復(fù)合陶瓷材料。如NiZrO2、NiAl2O3、CrTiO2、等以及Fe、Ni、0擴(kuò)散鍍層。,如： ZrO2 、Al2O3 、TiO2 、SiC、SiO2 、TiN等。 NiZrO2、NiAl2O3、CrTiO2等鍍層。 鋼：Ni-p/nano-TiN 256HV97

9、5.2HV；（3.8倍） 硬質(zhì)合金：Ni-p/nano-TiN 492HV1072HV； （2.16倍） (6)修復(fù)性鍍層 作用：一些重要機(jī)器零件被磨損以后可以采用電鍍法進(jìn)行修復(fù)。例如; 如汽車、拖拉機(jī)的曲軸、凸輪軸、齒輪、花鍵、紡織機(jī)的壓輥，深井泵軸等均可用電鍍硬鉻、鍍鐵(或復(fù)合鍍鐵)加以修復(fù)； 印染、造紙、膠片行業(yè)的一些機(jī)件也可用鍍銅、鍍鉻來修復(fù)； 印刷用的字?；虬婺t可用鍍鐵來修復(fù)。,產(chǎn)品超差恢復(fù)（濟(jì)南長青熱噴涂有限公司） 電機(jī)轉(zhuǎn)子,第一節(jié) 電鍍概述,(7)其它功能性鍍層 為了防止硫酸和鉻酸的腐蝕，常需要電鍍鉛； 為了增加反光能力，常電鍍鉻、銀、高錫青銅等；如玻璃上鍍銀；熱水瓶膽鍍銀等。

10、 為了消光，可電鍍黑鎳或黑鉻鍍層。照相機(jī)、攝像機(jī)等零件。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電鍍或電沉積方法還可用于制備一些高性能尖端材料薄膜，如疊層材料、超導(dǎo)氧化物薄膜、電致變色氧化物薄膜、金屬化合物半導(dǎo)體薄膜、形狀記憶合金薄膜、梯度材料薄膜等。,天津大學(xué)用電鍍方法獲得的子層厚度 為500nm的Cu-Ni多層材料,緒 論,四、各種表面技術(shù)簡介 五、表面技術(shù)的應(yīng)用 六、課程的性質(zhì)、主要內(nèi)容和要求,Review,Review,第一章 電鍍基礎(chǔ) 第一節(jié) 電鍍概述 一、電鍍定義：通過電化學(xué)方法在固體表面上沉積一薄層金屬或合金鍍層的過程。 二、電鍍原理：接電極、浸溶液、通電、電化學(xué)反應(yīng)、沉積。 三、 鍍層分類，主要

11、有兩種分類方法： 按鍍層用途分類：防護(hù)性鍍層(Zn、Sn、Cd）、防護(hù)裝飾性鍍層（多層鍍層銅/鎳/鉻，化學(xué)鍍NiP合金鍍層，仿金電鍍層CuZn）和功能性鍍層。,（二）按鍍層基體的電化學(xué)關(guān)系分類 按照鍍層金屬和基體金屬(或合金)的電化學(xué)關(guān)系，可把鍍層分為兩大類，即陽極鍍層和陰極鍍層。 1、陽極鍍層：當(dāng)鍍層與基體金屬構(gòu)成腐蝕微電池時，鍍層作為陽極而首先溶解。這種鍍層不僅能對基體起機(jī)械保護(hù)作用，而且能起電化學(xué)保護(hù)作用。 如：鐵上鍍鋅，在通常條件下， 鋅的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢： 0.76v；鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢： 0. 44v，鋅比鐵負(fù)。 當(dāng)鍍層表面有缺陷(針孔、劃傷等)而露出基體時，如果有水蒸氣凝結(jié)于該處，則鋅

12、、鐵就形成了所謂的腐蝕電偶。此時鋅作為陽極而溶解（Zn2eZn2），而鐵作為陰極，H在其上放電而逸出氫氣，從而保護(hù)鐵不受腐蝕。因此，我們把這種情況下的鋅鍍層叫做陽極鍍層。 為了防止金屬腐蝕，應(yīng)盡可能選用陽極鍍層。,第一節(jié) 電鍍概述,2、陰極鍍層：當(dāng)鍍層與基體金屬構(gòu)成腐蝕微電池時，鍍層作為陰極。這種鍍層僅能對基體起機(jī)械保護(hù)作用，而不能起電化學(xué)保護(hù)作用。 如：鐵上鍍錫，在通常條件下， 錫的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢： 0.14v；鐵的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢： 0. 44v，鐵比錫負(fù)。 當(dāng)鍍層表面有缺陷(針孔、劃傷等)而露出基體時，如果有水蒸氣凝結(jié)于該處，則錫、鐵就形成了所謂的 腐蝕電偶。此時Fe作為陽極而 溶解（Fe2e

13、Fe2）， 而錫作為陰極，而鐵不受腐蝕保護(hù)。 為了防止金屬腐蝕，應(yīng)盡可能 選用陽極鍍層，或比較厚陰極鍍層。,第一節(jié) 電鍍概述,注意：金屬的電極電勢是隨介質(zhì)而發(fā)生變化的，因此，鍍層究竟屬于陽極鍍層還是陰極鍍層，需視介質(zhì)而定。例如， 1、并非所有比基體金屬電勢負(fù)的金屬都可以用做防護(hù)性鍍層。如果鍍層在所處的介質(zhì)中不穩(wěn)定，它將迅速被介質(zhì)腐蝕，因而失去了對基體的保護(hù)作用。 鋅在大氣中能成為黑色金屬的防護(hù)性鍍層，就是由于它既是陽極鍍層，又能形成堿式碳酸鋅保護(hù)膜，所以很穩(wěn)定。 鋅對鐵在一般條件下是典型的陽極鍍層，但在70的熱水中，鋅的電勢變得比鐵正了，因而變成了陰極鍍層。 在海水中，鋅對鐵而言仍是陽極鍍層，

14、然而，它在氯化物中不穩(wěn)定，從而失去保護(hù)作用，所以，航海船舶上的儀器不能單獨(dú)用鋅鍍層來防護(hù)，而需要用鎘鍍層或代鎘鍍層。 2、錫對鐵在一般條件下是陰極鍍層，但在有機(jī)酸中卻成了陽極鍍層，保護(hù)。,第一節(jié) 電鍍概述,四、對鍍層的要求 1、為了能起到防護(hù)性鍍層、防護(hù)裝飾性鍍層和功能性鍍層的作用，對鍍層提出以下要求： （1）細(xì)小、致密：組織小、孔隙小，致密； （2）有一定厚度且均勻； （3）與基體結(jié)合牢固； （4）具有所要求的功能。 2、為了得到以上要求的鍍層，對電鍍要求： （1）首先選定金屬或合金能在基體表面沉積而得到鍍層； （可能性） （2）好沉積且效率高，即輸入電流，盡量多于沉積金屬鍍層，而非產(chǎn)生負(fù)產(chǎn)

15、物； （3）得到鍍層質(zhì)量好，即組織細(xì)小，完整，有一定厚度且均勻致密，孔隙小，與基體結(jié)合牢固。（沉積好）,第一節(jié) 電鍍概述,一、 金屬離子陰極還原的可能性 二、 電鍍過程中的電流效率（好沉積） 三、 金屬電沉積過程（三六沉積好） 四、電沉積金屬的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 五、電解液對鍍層沉積結(jié)構(gòu)的影響 六、電解操作規(guī)范對鍍層沉積結(jié)構(gòu)的影響,第二節(jié) 金屬電沉積,一、 金屬離子陰極還原的可能性（金屬或合金能在基體表面沉積） 從原則上講，只要電極電勢足夠負(fù)，任何金屬離子都有可能在電極上還原或電沉積。但是，如果金屬離子的還原電勢比溶劑的還原電勢低，在金屬還原之前就會發(fā)生溶劑的分解。因此，并非所有金屬的均可能電沉積出來

16、。 可以利用元素周期表來大致說明實(shí)現(xiàn)金屬離子還原過程的可能性。,第二節(jié) 金屬電沉積,一般說來，若金屬元素在周期表中的位置愈取左邊，它們在電極上還原及電沉積的可能性就愈小；反之，金屬在周期表中的位置愈靠右邊，則這些過程愈容易實(shí)現(xiàn)。 在水溶液中大致可以鉻分族為分界線。 位于鉻分族左方的金屬元素不能在電極上電沉積。 鉻分族中元素除鉻能較容易地自水溶液中電沉積外，鎢、鉬電沉積都極困難。 鉻分族右方諸金屬元素的簡單離子都能較容易地自水溶液中電沉積出來。,Yes,No,注意： 以上是水溶液和純金屬情況，其它條件下： 若是合金，則純金屬不能沉積的，合金可沉積，如Fe-W、Ni-W等； 若溶液存在絡(luò)合物，如氰

17、化物，使金屬電極體系電位更負(fù)，易于沉積； 在非水溶液中，有些在水溶液中不能沉積的金屬能較容易地沉積出來。如鋁、鎂可從醚溶液中沉積出來。,二、 電鍍過程中的電流效率（好沉積） 理論上，從Faraday定律，電流通過電解質(zhì)時，電極上的電量與電極上析出的物質(zhì)量的成正比關(guān)系，即：mk Q （QI t） mk I t 即通多少電流，得多少金屬鍍層，即電流效率100。 實(shí)際上，電鍍過程影響因素多，陰極沉積的 金屬總是少于Faraday定律的量。如：鍍鎳： 陰極主反應(yīng)： Ni22eNi， 陰極副反應(yīng)： 2H2eH2， 電流效率m/m100，m理論沉積，m實(shí)際沉積。 是重要的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。,第二節(jié) 金屬電

18、沉積,三、 金屬電沉積過程（三六沉積好） 電鍍過程是電鍍液中的金屬離子在外電場作用下，經(jīng)電極反應(yīng)還原成金屬原子并在陰極上沉積的過程。 金屬離子金屬原子鍍層 電鍍時電解質(zhì)中可能存在的離子種類： 裸陽離子、水合陽離子、陽離子及其基團(tuán)（絡(luò)離子） 裸陰離子、水合陰離子、陰離子及其基團(tuán) 電鍍時電解質(zhì)、電極/電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 1974年，Grahame將電極表面的情況進(jìn)行了較為詳盡的描述： Cu2+、Cu(H2O)2+、Cu(CN)32 +,第二節(jié) 金屬電沉積,電鍍時電解質(zhì)、電極/電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 電極表面0.1nm以內(nèi)的近電極層稱為內(nèi)亥姆霍茲層。在這層內(nèi)，在量子力學(xué)效應(yīng)的作用下，裸陽離子在電極表面發(fā)

19、生特性吸附，而裸陰離子及其集團(tuán)則不與電極表面發(fā)生這種作用，也不能在內(nèi)亥拇霍茲層內(nèi)整齊排列。 距電極表面為0.20.3nm 的薄層稱為外亥拇霍茲層。裸陽離子及水合金屬離子能夠進(jìn)入到該層內(nèi)。 內(nèi)、外亥姆霍茲層又統(tǒng)稱為內(nèi)層或固定層，也稱為亥姆霍茲雙電層。 從固定層向溶液內(nèi)部方向的數(shù)百納米內(nèi)的溶液層稱為擴(kuò)散雙電層。 由擴(kuò)散雙電層再向溶液本體延伸的液層稱為擴(kuò)散層，其最大厚度為10um左右。,電沉積過程三個步驟：在外電場作用下 1、液相傳質(zhì)：水合陽離子或絡(luò)離子從溶液內(nèi)部向陰極遷移，到達(dá)擴(kuò)散雙電層一側(cè)； 2、電化學(xué)反應(yīng)：水合陽離子或絡(luò)離子通過擴(kuò)散雙電層和外亥姆霍茲層，且在內(nèi)亥拇霍茲層內(nèi)去掉其周圍的水化分子或

20、配位體，同時得到電子(放電)成為金屬原子，即吸附原子； 3、電結(jié)晶過程：金屬原子沿金屬基體表面擴(kuò)散到達(dá)結(jié)晶生長點(diǎn)，以金屬原子態(tài)排列在晶格內(nèi)，沉積形成鍍層。 吸附原子在金屬表面如何沉積的呢？,第二節(jié) 金屬電沉積,1,2,3,可用近代電結(jié)晶模型來說明，受兩方面影響： 1）金屬基體 ：吸附原子在金屬表面移動，尋找能量較低的位置進(jìn)入晶格。 理想的晶體界面上，金屬原子可占據(jù)圖中1、2、3三生長點(diǎn)位置。 晶粒自由表面不同，金屬原子在自由表面多的位置上能量較高。 金屬表面上能量從3 、1、2依次降低。因此，金屬原子首先可能進(jìn)入2點(diǎn)，其次是1和3。 2）外電流密度決定電結(jié)晶不同方式生長 外電流密度小， 金屬原

21、子數(shù)目少 ，吸附原子能量 低，在金屬表面 原有的晶體上繼 續(xù)生長。金屬表 面有螺旋位錯和 其它缺陷，金屬原子即在其上生長。,外電流密度變大，金屬原子數(shù)目變大，吸附原子能量較大，在金屬表面原有的螺旋位錯和其它缺陷上繼續(xù)生長已不夠。金屬原子即在金屬表面其上隨便“堆砌”生長。 這時，局部地區(qū)不可能生長太快，因此獲得晶粒細(xì)小的鍍層。 外電流密度變更大，金屬原子數(shù)目很多，吸附原子能量較大，可能自己聚集在一起，形成晶核長大。因此，由于晶核多，獲得晶粒越細(xì)小的鍍層。 實(shí)際金屬結(jié)晶形態(tài)有哪些？,第二節(jié) 金屬電沉積,四、實(shí)際電沉積金屬的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 1、電結(jié)晶的主要形態(tài)有下面八種（P21）： 1）層狀：有時每層還

22、包含許多微觀臺階。 2 ）金字塔狀(棱錐狀)：是在螺旋位錯的基礎(chǔ)上，并考慮到晶體生長的對稱性而得。 3 ）塊狀：相當(dāng)于截頭的棱錐，截頭可能是雜質(zhì)吸附阻止晶體生長的結(jié)果，截頭棱錐向橫向生長也發(fā)展成為塊狀。,4 ）屋脊?fàn)睿涸谖诫s質(zhì)存在的條件下，層狀生長過程中的中間類型，如果加入少量表面活性劑，屋脊?fàn)羁梢栽趯訝罱Y(jié)構(gòu)的基底上發(fā)展起來。 5 ）立方層狀：是塊狀和層狀之間的一種結(jié)構(gòu)。 6 ）螺旋狀：是指項(xiàng)部的螺旋形排布而言，它可以作為帶有分層的棱錐體出現(xiàn)。 7 ）晶須狀：是一種 長的線狀單晶體， 在相當(dāng)高的電流密度 下，特別是當(dāng)溶液中 存在有機(jī)物的條件下 容易形成。 8 ）枝晶狀：針狀 或樹枝狀 結(jié)晶，

23、 常常從簡單金屬鹽 或熔融鹽中沉積出的。,2、影響電結(jié)晶的形態(tài)因素 主要有電鍍操作規(guī)范（外因）如電流密度、溫度等 和電解液（內(nèi)因）如過電位、組成、性能等。 幾個概念 平衡電位：金屬電極浸入含有其金屬離子的溶液中時，不通電流，電極金屬與溶液中金屬離子之間建立的電位。 電極電位：通電流后，電極金屬與溶液中金屬離子之間建立的電位，即偏離了平衡位置，也叫極化。 實(shí)驗(yàn)表明：電化學(xué)體系發(fā)生極化，陰極的電位比平衡的更負(fù)（陰極極化）；陽極的電位比平衡的更正（陽極極化）。金屬容易沉積出來。,第二節(jié) 金屬電沉積,過電位：電極電位與平衡電位的差值。因此，過電位越大，金屬越易沉積。 電解液的過電位對電結(jié)晶的形態(tài)的影響

24、 規(guī)律：隨過電位增大，鍍層結(jié)晶形態(tài)：屋脊?fàn)顚訝顗K狀 多晶體（細(xì)?。?。 由于jc增大，陰極極化增大。 硫酸鎳鍍鎳的陰極電位（v)與jc(A/dm2)關(guān)系表 因此，生產(chǎn)中增大jc和溶液過電位，提高陰極極化能力，細(xì)化晶粒。,第二節(jié) 金屬電沉積,五、電解液對鍍層沉積結(jié)構(gòu)的影響（內(nèi)因） 1、電鍍液組成 (1)要被沉積的金屬鹽主鹽，如鍍Ni：NiSO4、NiCl2 。 (2)要絡(luò)合沉積金屬絡(luò)合劑，如氰化物Na（CN）。 (3)提高導(dǎo)電性的鹽導(dǎo)電鹽，如氯化物KCl。 (4)穩(wěn)定鍍液pH值緩沖劑，如氨水等。 (5)防止金屬鹽水解穩(wěn)定劑。 (6)防止陽極鈍化，促進(jìn)陽極溶解陽極活化劑。 (7)改善鍍層性能的粒子，

25、如陶瓷材料。 (8)改善鍍液組成或鍍層其它性能的添加劑。光亮劑、整平劑、潤濕劑、鍍層硬化劑、輔助添加劑等。,第二節(jié) 金屬電沉積,下面介紹各組成對鍍層質(zhì)量的影響 2、主鹽要被沉積的金屬鹽的影響。包括離子本性和濃度。 (1)離子本性 離子存在形式：簡單離子、金屬絡(luò)離子。 1）簡單離子鍍液：能電離出簡單離子。 主要鹽溶液： 硫酸鹽：Cu、Zn、Ni、Co、Sn等； 氯化物:Fe、Ni、Zn等； 氟硼酸鹽：Pb、Sn、Cu、Ni、In等 氟硅酸鹽：Pb。 根據(jù)極化大小分為兩類： 很小：Cu、Ag、Zn、Cd、Pb、Sn等，結(jié)晶粗大，不致密。 很大的：Fe、Co、Ni等，晶粒細(xì)小，鍍層致密。,第二節(jié) 金

26、屬電沉積,2）金屬絡(luò)離子 改善Cu、Cd等的晶粒粗大，采用氰化物作絡(luò)合物。由于絡(luò)合物可產(chǎn)生較大的電極極化。 （2）主鹽濃度： 主鹽濃度是電鍍工藝中的主要控制參數(shù)之一。從簡單鹽電解液中電沉積時，主鹽濃度的變化對鍍層質(zhì)量和電解液的工作性能都有一定的影響。例如， 在電解硝酸銀時，當(dāng)溫度、電流密度及其他條件不變時，隨著電解液主鹽濃度的增大，生成晶核的速度降低，晶粒粗大。對于那些電沉積時不存在顯著電化學(xué)極化的電解液，例如，從簡單鹽電解液中鍍鋅、銅、銅，鉛等來說，這種關(guān)系比較明顯； 但對于電沉積時發(fā)生較大電化學(xué)極化的鐵族金屬鹽的電解液來說，則表現(xiàn)并不那么明顯。,第二節(jié) 金屬電沉積,3、pH值的影響緩沖劑

27、pH值變化的，如：鍍鎳： 陰極主反應(yīng)： Ni22eNi， 陰極副反應(yīng)： 2H2eH2，陰極出現(xiàn)堿化現(xiàn)象， pH值升高。 結(jié)果：在陰極附近出現(xiàn)氫氧化物（或堿式鹽），與金屬同時沉積，鍍層暗淡、粗糙。 防止方法：如在硫酸鹽鍍鋅時加硫酸鋁Al2(SO4)3 Al2(SO4)3 +H2O Al(OH)3 +3H2SO4,第二節(jié) 金屬電沉積,4、無機(jī)鹽的影響 1）在簡單鹽電解液中，常加入一些與主鹽陰離子相同的堿金屬鹽類，常用的鹽類為鉀鹽或鈉鹽， 如NiSO4中加入Na2SO4 ， NiCl2中加入NaCl，其目的： 增強(qiáng)電解液的導(dǎo)電性，改善電解液的分散能力。水化鉀離子的半徑較小，導(dǎo)電能力較好，但成本較高；

28、 提高陰極極化能力，鍍層細(xì)小致密； 可使電解液均勻性增大，鍍層厚度均勻。 2）在電解液中加入Na2S、SeO2等光亮劑，使鍍層光亮。如鍍鋅， CuS沉淀。,第二節(jié) 金屬電沉積,5、有機(jī)添加劑的影響 1）提高陰極極化能力，鍍層細(xì)小致密 有機(jī)表面活性物質(zhì)的特性吸附對金屬事電沉積過程的動力學(xué)有很大影響。 在硫酸鹽鍍錫液中加入二苯胺等表面活性物質(zhì)，對錫沉積時陰極極化的影響。在遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于極限電流密度時，表面活性物質(zhì)使陰極電勢顯著變負(fù)，當(dāng)極化增大到一定數(shù)值時，電流密度急劇上升。此外，兩種表面活性物質(zhì)聯(lián)合使用，對陰極極化影響更大。,第二節(jié) 金屬電沉積,2）加入有些表面活性劑，有整平、光亮及潤濕的作用 在NiS

29、O4中加入0.001g/L的十二烷基苯璜酸鈉，具有整平、光亮及潤濕的作用。 添加劑的整平作用（105） 電解液的整平作用是指電解液所具有的能使鍍層的微觀輪廓比底層更平滑的能力(微觀分散能力)。 所謂微觀輪廓一般是指粗糙度小于0.5mm的表面，它與宏觀輪廓(即具有復(fù)雜形狀的鍍件表面)不同，幾乎相等。 整平作用三種形式,第二節(jié) 金屬電沉積,1）幾何整平：沉積速度V波峰V波谷時，h峰h谷，則d峰d谷，略有整平作用； 2）負(fù)整平：V波峰V波谷時，h峰 h谷，則d峰 d谷，谷深加大，沒有整平作用； 3）正整平：V波峰 V波谷時，h峰 h谷，則d峰d谷，谷深減小，具有整平作用。,第二節(jié) 金屬電沉積,整平劑

30、機(jī)理： 整平劑具有下述特點(diǎn)： 1）整平劑能強(qiáng)烈地阻化陰極過程，使陰極極化提高50120 mv ，而光亮劑只能提高1030 mv 。 2）能夾雜在鍍層中或在陰極上還原而被消耗。 3）整平劑在峰處的吸附量大于谷處的吸附量，強(qiáng)烈地阻化峰處陰極過程，谷處阻化作用弱，即峰處整平劑的濃度則大于谷處，造成峰處的阻化作用大于谷處，從而達(dá)到了整平效果。,第二節(jié) 金屬電沉積,六、電解規(guī)范對沉積層結(jié)構(gòu)的影響（外因） 除電解液組成影響鍍層性能之外，電解規(guī)范(包括電流密度、溫度、攪拌、電源波形等)對鍍層結(jié)構(gòu)也有影響， 1、電流密度：jci/A(A/dm2) 隨jc增大，結(jié)晶形態(tài)：屋脊?fàn)顚訝顗K狀 多晶體（細(xì)?。?因此，

31、生產(chǎn)中增大電流密度。然而，電流也并非是無限增加的，而是允許使用的電流密度常存在一個上下限范圍 。 電流密度對鍍層結(jié)晶的粗細(xì)影響情況： 當(dāng)電流密度低于允許電流密度的下限時，鍍層的結(jié)晶比較粗大。這是由于電流密度低，過電位強(qiáng)小，晶核形成速度很低，只有少數(shù)晶體長大所致。,第二節(jié) 金屬電沉積,隨著電流密度增大，過電位增加，當(dāng)在允許電流密度范圍內(nèi)，晶核形成的速度顯著增加，鍍層結(jié)晶均較細(xì)。 若電流密度超過允許電流密度的上限時，由于陰極附近放電金屬離子貧乏，一般在棱角和凸出部位放電，出現(xiàn)結(jié)瘤或枝狀結(jié)晶（枝晶)。 如電流密度繼續(xù)升高，由于析氫使陰極區(qū)pH值升高，將形成堿式鹽或氫氧化物，這些物質(zhì)在陰極吸附或夾雜在

32、鍍層中會形成海綿狀沉積物。 因此， 對于一定的電解液而言，允許使用的電流密度常存在一個上下限范圍。并且，一般總希望允許使用電流密度范圍較寬。,第二節(jié) 金屬電沉積,2、溫度 溫度對沉積層結(jié)構(gòu)的影響復(fù)雜： 升高溫度的負(fù)面影響：使陰極極化下降，使鍍層結(jié)晶粗大。 升高溫度的有利方面： 增加鹽類的溶解，以防止陽極鈍化； 增加電導(dǎo)以改善電解液的分散能力； 減少鍍層的滲氫量，提高電流密度范圍內(nèi)，強(qiáng)化生產(chǎn)等。 因此，生產(chǎn)上還是加溫，但溫度一般不超過40。,第二節(jié) 金屬電沉積,3、攪拌 作用： 提高允許電流密度的上限，強(qiáng)化生產(chǎn)過程。 提高鍍液的均勻性。 影響鍍層成分：例如，裝飾性鍍鎳鐵合金的含鐵量隨攪拌強(qiáng)度增大

33、而顯著增加。利用攪拌強(qiáng)度的不同，可以在同一槽內(nèi)獲得高鐵或低鐵的合金鍍層。 常用攪拌方式：陰極移動、 空氣攪拌、用泵強(qiáng)制循環(huán)電解液、超聲波攪拌和機(jī)械攪拌。,第二節(jié) 金屬電沉積,陰極移動,第二節(jié) 金屬電沉積,空氣攪拌,第二節(jié) 金屬電沉積,用泵強(qiáng)制循環(huán)電解液 機(jī)械攪拌,第二節(jié) 金屬電沉積,超聲波攪拌裝置 原理： 超聲波在溶液中產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊波，可使除油過程的零件表面的污垢和油污被穿透而去除；液可使電鍍時陰極的傳質(zhì)過程得到改善，使溶液中的濃度更均勻。已應(yīng)用于除油、清洗和電鍍過程中。 日本三社電機(jī)制作的超聲波裝置有直接浸沒于液體中的浸沒式振子，如T2865H型耐酸振子。 我國廣州市昌興電子器材廠也生產(chǎn)該類

34、型的裝置，型號為MC-92A超聲波清洗器。,其他輔助裝置設(shè)計(jì)與選擇,4、電源波形 常用電流波形：可分為連續(xù)波形和不連續(xù)波形兩大類。 連續(xù)波形：平滑直流電、單相全波、三相半波、三相全波；六相半波和六相雙反星形等； 不連續(xù)波形：單相半波、控制角不等于零的可控硅整流器的輸出電流脈沖電流等。,第二節(jié) 金屬電沉積,電流波形對鍍層影響： 在裝飾性鍍鉻中：電流脈動系數(shù)越小，則光亮電流密度范圍越寬，鍍層光亮度越好。所以采用平滑直流、三相全波、三相半波等電流最好。 在焦磷酸鹽鍍銅時，采用單相半波或單相全波，卻可以提高鍍層的光亮度和允許電流密皮的上限。,第二節(jié) 金屬電沉積,其他波形：換向電流、脈沖電流 。 換向電

35、流：就是周期性地改變直流電的方問。電流為正內(nèi)時，鍍件作陰極，施鍍；電流為反向時，鍍件作陽極，鍍層表面會溶解。 脈沖電流：脈沖電流很大，增加了陰極的電化學(xué)極化，所以鍍層結(jié)晶細(xì)致，可以提高鍍層的致密性和耐磨件；降低鍍層的孔隙率和電阻率。 目前，脈沖電流已用于金、銀等的電鍍中。,第二節(jié) 金屬電沉積,影響鍍層性能的因素主要有電鍍操作規(guī)范（外因）和電解液的組成、性能等（內(nèi)因）： 所謂電鍍液的性能，主要包括如下幾部分內(nèi)容：鍍液的分散能力；鍍液的整平能力；鍍液的覆蓋能力；電流效率。 一、 概述 二、電解液的分散能力 三、電解液的覆蓋能力,第三節(jié) 電解液性能,一、 概述 為了得到要求的鍍層，對電鍍要求： （1

36、）首先選定金屬或合金能在基體表面沉積而得到鍍層； （可能性） （2）好沉積且效率高，即輸入電流，盡量多于沉積金屬鍍層，而非產(chǎn)生 負(fù)產(chǎn)物； （3）得到鍍層質(zhì)量好，即組織細(xì)小，完整，有一定厚度且均勻致密，孔隙小，與基體結(jié)合牢固。（沉積好） 金屬鍍層的厚度及鍍層的均勻性和完整性是檢查鍍層質(zhì)量的重要指標(biāo)之，因?yàn)殄儗拥姆雷o(hù)性能、孔隙率等都與鍍層厚度有直按關(guān)系。特別是陽極鍍層，隨著厚度的增加，鍍層的防護(hù)性能也隨之提高。如果鍍層的厚度不均勻，往往在其最薄的地方首先破壞，其余部位鍍層再厚也會失去保護(hù)作用。,第三節(jié) 電解液性能,鍍層均勻性 從Faraday定律： mk I t 其中m實(shí)際沉積，電流效率。 若金屬

37、密度為，表面積為A，則鍍層厚度 m/ A= k I t / A 對于確定的工件表面積為A、 鍍層、K一定，在施鍍t時間下， 與I和有關(guān)。 鍍層厚度的均勻，即鍍層各部分的大小一致，即要求電解液中陰極表面的電流大小分布均勻。（評價的指標(biāo)是鍍液的分散能力 ）,第三節(jié) 電解液性能,分散能力 ：(或稱均鍍能力)就是電解液使零件表面鍍層厚度均勻分布的能力。 若鍍層在陰極表面分布得比較均勻，就認(rèn)為這種電解液具有良好的分散能力；反之，分散能力就比較差。 在各種電解液中，氰化物電解液的分散能力比較好，普通酸性鍍銅和鍍鋅等簡單鹽電解液的分散能力較差，鍍鉻電解液的分散能力更差。 完整性 覆蓋能力：(或稱深鍍能力)，

38、電解液使鍍件深凹處沉積金屬鍍層的能力。,第三節(jié) 電解液性能,二者區(qū)別與聯(lián)系： 區(qū)別：分散能力是說明金屬在陰極表面上分布均勻程度的問題，而覆蓋能力是指金屬在陰極表面的深凹處有無的問題。只要在零件的各處都有鍍層，就認(rèn)為覆蓋能力好，至于厚度均勻與否并沒有說明。 聯(lián)系：在實(shí)際生產(chǎn)中，由于電解液的分散能力和覆蓋能力往往有平行關(guān)系，即分散能力好的電解液，其覆蓋能力一般也比較好，故不要把兩個概念混淆起來。,第三節(jié) 電解液性能,二、分散能力 在討論電流在陰極表面的分布時，采用遠(yuǎn)近陰極電解槽。鍍層均勻，鍍液分散能力強(qiáng)，I1=I2 。 1、數(shù)學(xué)表達(dá)式 ： I1、I2遠(yuǎn)、近陰極的電流密度 ； 電解液的電阻率； L遠(yuǎn)

39、陰極和近陰極與陽極距離之差；近陰極和陽極間的距離(L1）、遠(yuǎn)陰極和陽極間的距離（L2) j陰極極化率(度)。,第三節(jié) 電解液性能,數(shù)學(xué)表達(dá)式 ： 鍍層均勻，鍍液分散能力強(qiáng)，I1=I2 ， I1/I2=1 。,第三節(jié) 電解液性能,二、影響分散能力的因素 主要有幾何因素 和電化學(xué)因素。 1、幾何因素 幾何因素包括電解槽的形狀、電極的形狀、尺寸及其相對位置等。 電力線概念和邊緣效應(yīng) 當(dāng)一個直流電壓加在電解槽的兩極上時，電解液中的正負(fù)離子在電場作用下就要發(fā)生電遷移。我們把在電場作用下離子運(yùn)動的軌跡形象地稱為電力線。 當(dāng)電解槽和電極的形狀及它們的相對位置不同時，電力線的分布情況也不同。,第三節(jié) 電解液性

40、能,只有當(dāng)陽極和陰極平行，電極完全切過電解液時，電力線才互相平行并垂直于電極表面，此時電流在陰極表面分布就均勻。 當(dāng)電極平行但不完全切過電解液時，也就是電極懸在電解液中，電極上下有多余的電解液時，除了有平行的電力線外，電力線還要通過多余的電解液而向電極的邊緣集中。 當(dāng)陰極的形狀復(fù)雜一點(diǎn)時，電力線的分布就更復(fù)雜了，在陰極的邊緣和尖端電力線比較集中，也就是在邊緣、棱角和尖端處，電流密度較大，這種現(xiàn)象稱為邊緣效應(yīng)或尖端效應(yīng)。,第三節(jié) 電解液性能,（1）電解槽的形狀尺寸：電極、工件不變 鍍槽尺寸?。哄儗臃植季鶆?； 鍍槽尺寸大：鍍層分布不均勻。這是由于在槽中存在著邊緣效應(yīng)，致使陰極兩邊的電流大，中間的電

41、流小，故陰極兩邊沉積的金屬比中間的多。 結(jié)論：在實(shí)際生產(chǎn)中，要使電流分布均勻，應(yīng)將陽極和零件均勻地掛滿整個電解槽，而不應(yīng)該將陽極和零件只掛在電解格的中間或一邊。,第三節(jié) 電解液性能,（2） L遠(yuǎn)陰極和近陰極與陽極距離之差 L0，即L1 L2，對于工件來說，當(dāng)陽極為平板時，零件形狀越簡單，越接近平面，電流電流分布就越均勻。 在實(shí)際生產(chǎn)中，零件的形狀比較復(fù)雜，這就在客觀上造成了電流分布不均勻的因素。為了使復(fù)雜零件上電流分布均勻，結(jié)論：生產(chǎn)中常采用： 象形陽極。例如，燈罩反射鏡鍍鉻時， 輔助陽極,第三節(jié) 電解液性能,（3）陰極和陽極間的距離(L1）、（L2) L增加陰極和陽極間的距離可以使分散能力得

42、到改善，應(yīng)越遠(yuǎn)越好 。 但增加L： 受鍍槽尺寸限制； 增加溶液電阻，離子移動距離變長。 結(jié)論：一般取L2030cm。,第三節(jié) 電解液性能,（4）零件在電解液中的懸掛深度 零件在電解槽中懸掛深度不同，電流在陰極 上的分布也不同。浸入電解液中深度不同時 ，鍍層的分布不同。 陰極緊靠槽底：鍍層下薄上厚； 陰極居中：鍍層上下厚，中間薄； 陰極占據(jù)整個鍍槽：鍍層最均勻； 陰極占據(jù)頂部：鍍層上薄下厚。 結(jié)論： 電鍍時要考慮零件懸掛的方向、位置，應(yīng)盡可能便掛具占滿整個電解液深度。 但為了防止槽底的沉渣附著到零件上，掛具和槽底的距離應(yīng)保持15cm左右。掛具上部和液面的距離只要使零件不露出液面就可以，一般零件在

43、液面下5cm左右。,第三節(jié) 電解液性能,2）、電化學(xué)因素 電解液的電阻率。 (1)極化率對電流分布的影響 極化率是陰極極化隨電流密度變化而變化的速度。 在陰極極化曲線上反映出來的是極化曲線的斜率。 公式：增大極化率，電流分布就均勻。 曲線I較平坦，斜率小，即極化率??；曲線2較陡 ，斜率大，即極化率大。當(dāng)遠(yuǎn)近陰極的電勢差相同 K1K2，極化率大的電解液(曲線2)遠(yuǎn)近陰極 上電流的差值D2就比極化率小的電解液(曲線1)的 電流差值D1小，電流差值小，電流分布就更均勻。 極化率大的電解液的電流分布就更均勻，分散能力也好。 結(jié)論：在電鍍生產(chǎn)中，采用極化率較高的電解液。如氰化物電解液。,第三節(jié) 電解液性

44、能,(2)電解液的電阻率 電解液的導(dǎo)電性能對電流分布和分散能力也有較大的影響。一般說來，電解液的電阻率減小，即電導(dǎo)率升高，分散能力就增加，這是因?yàn)殡娊庖旱碾娮杪式档?，遠(yuǎn)近陰極與陽極間電解液的電壓降低，電流分布趨于均勻。 IU/R， R， I一定時，U ，使陰極和陽極的電壓降低，電流分布均勻。 結(jié)論：生產(chǎn)中，在電解液中往往要加入堿金屬的鹽類或銨鹽，以提高電解液的導(dǎo)電性能，使分散能力提高。,第三節(jié) 電解液性能,小 結(jié) 為了使電流和金屬在陰極上分布均勻，應(yīng)提高電解液的分散能力，在電鍍工藝中常采取下列措施： 選擇適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑和添加劑，以提高電解液的陰極極化率； 添加堿金屬鹽類或其他強(qiáng)電解質(zhì)，以提高電解

45、液的電導(dǎo)率； 盡可能加大零件與陽極間的距離； 采用象形陽極、輔助陰極或絕緣材料保護(hù)； 在掛具設(shè)汁時，應(yīng)使零件的主要被鍍面對著陽極并與之平行； 零件在電解槽中應(yīng)均勻排布。,第三節(jié) 電解液性能,3、分散能力的測定方法 測定分散能力有遠(yuǎn)近陰極法、彎曲陰極法和赫爾槽(Hull cell)法。 遠(yuǎn)近陰極法所用的設(shè)備簡單，使用方便，測量數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好，放應(yīng)用較廣泛。 （1） 原理：分散能力定義，金屬在陰極 上的分布越均勻，即陰極上金屬重量越相近 ，電解液分散能力強(qiáng)。 （2）裝置 （3）計(jì)算公式： K是遠(yuǎn)陰極與陽極的距離和近陰極與陽極的 距離比，一般為5：1或2：1。,第三節(jié) 電解液性能,三、電解液的覆蓋能力

46、 1、 覆蓋能力是鍍液的重要性能之一。由于： 由于電流分布不均勻，在零件的深凹部位，實(shí)際電流密度可能遠(yuǎn)低于臨界電流密度，所以沒有金屬沉積出來。 為使凹部也能鍍上金屬，必須提高平均電流密度。電流分布越不均勻，則平均電流密度也應(yīng)越大，但又不能無限提高，當(dāng)達(dá)到極限電流密度時，凸起部位就會出現(xiàn)“燒焦”現(xiàn)象。 2、影響因素：基體金屬的本性、基體金屬組織的均勻性和基體的表面狀態(tài)對覆蓋能力也有較大的影響。,第三節(jié) 電解液性能,1）、基體金屬的本性 當(dāng)其他條件相同時，（1）在某些基體金屬上可以獲得完整的鍍層，（2）另一些基體金屬上，只能在某些部位鍍上金屬。 （3）在開始通電的瞬間不能立即獲得連續(xù)的鍍層，以后只

47、能在已有鍍層的表面優(yōu)先沉積，而始終不能覆蓋整個表面。 實(shí)驗(yàn)表明，鍍鉻電解液的覆蓋能力最差，并因基體金屬的不同而不同，銅最好，鎳較好，黃銅次之，鋼最差。 為了改善覆蓋能力，在生產(chǎn)中常采用兩種方法： 一是采用沖擊電流； 二是在覆蓋能力差的基體上先鍍上一層覆蓋能力好的中間層。由于鍍層在中間層上容易析出，故而獲得連續(xù)、均勻的鍍層。 Cu-Ni-Cr、Ni-Ni-Cr。,第三節(jié) 電解液性能,2）、基體金屬組織的均勻性 當(dāng)基體金屬組織不均勻和含有其他雜質(zhì)時，因沉積金屬在不同物質(zhì)上析出的難易程度不同，也會影響覆蓋能力。 實(shí)驗(yàn)表明，金屬析出有下列順序,第三節(jié) 電解液性能,3）、基體的表面狀態(tài) 基體金屬的表面狀

48、態(tài):潔凈程度和粗糙度對覆蓋能力也有較大的影響。 潔凈程度； 不潔凈部位通常指表面有銹、鈍化膜、油污或表面活性劑的污染等。沉積比潔凈部位困難，甚至可能完全沒有鍍層。 基體金屬表面粗糙度 因?yàn)榇植诒砻娴恼鎸?shí)面積比表觀面積大得多，致使真實(shí)電流密度比表觀電流密度小得多。如果某部分的實(shí)際電流密度太小，達(dá)不到金屬的析出電勢，那么在該處就沒有金屬沉積。 研究基體金屬表面粗糙度對鍍鉻覆蓋能力的影響可知，拋光過的表面具有最佳的覆蓋能力，噴砂的表面最差。,第三節(jié) 電解液性能,3、覆蓋能力的測定方法 測定分散能力有直角陰極法 、內(nèi)孔法和凹穴法。,第三節(jié) 電解液性能,第一節(jié) 電鍍概述 一、電鍍定義 二、電鍍原理 三、

49、 鍍層分類 四、對鍍層的要求,本 章 小 結(jié),第二節(jié) 金屬電結(jié)晶 一、 金屬離子陰極還原的可能性 二、 電鍍過程中的電流效率（好沉積） 三、 金屬電沉積過程（三六沉積好） 四、電沉積金屬的形態(tài)和結(jié)構(gòu) 五、電解液對鍍層沉積結(jié)構(gòu)的影響 六、電解操作規(guī)范對鍍層沉積結(jié)構(gòu)的影響,第三節(jié) 電解液性能 一、 概述 二、電解液的分散能力 三、電解液的覆蓋能力,下次課主要內(nèi)容,鍍前處理,緒 論,一、表面技術(shù)的涵義 二、表面技術(shù)的實(shí)施方法和分類 三、表面技術(shù)的功能 四、各種表面技術(shù)簡介 五、表面技術(shù)的應(yīng)用 六、課程的性質(zhì)、主要內(nèi)容和要求,二、 表面技術(shù)的實(shí)施方法和分類 表面技術(shù)可以從不同的角度進(jìn)行歸納、分類。表面

50、技術(shù)按照作用原理分為以下兩大類四種基本類型： （1）原子沉積。沉積物以原子、離子、分子和粒子集團(tuán)等原于尺度的粒子形態(tài)在材料表面上形成覆蓋層，如電鍍、化學(xué)鍍、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積等。 （2）顆粒沉積。沉積物以宏觀尺度的顆粒形態(tài)在材料表面上形成覆蓋層，如熱噴涂、搪瓷涂敷等。 （3）整體覆蓋。它是將涂覆材料于同一時間施加于材料表面，如包箔、貼片、熱浸鍍、涂刷、堆焊等。 （4）表面改性 。用各種物理、化學(xué)等方法處理表面，使之組成、結(jié)構(gòu)、性能發(fā)生變化，如表面處理、化學(xué)熱處理、激光表面處理、電子束表面處理、離子注入等。,涂覆,Review,Review,四、各種表面技術(shù)簡介 （一）表面覆蓋技術(shù)： 電

51、鍍、電刷鍍、化學(xué)鍍、熱噴涂、熱浸涂、真空蒸鍍、濺射鍍、離子鍍、化學(xué)氣相沉積、氧化和磷化處理后的膜層、包箔、貼片、緩蝕劑的暫時覆蓋層等等。,趙 芳 霞,金屬表面化學(xué)與處理,第一章 電 鍍 基 礎(chǔ),第一節(jié) 電鍍概述 第二節(jié) 金屬電結(jié)晶 第三節(jié) 電解液性能,Review,第一章 電鍍基礎(chǔ) 第一節(jié) 電鍍概述 一、電鍍定義：通過電化學(xué)方法在固體表面上沉積一薄層金屬或合金鍍層的過程。 二、電鍍原理：接電極、浸溶液、通電、電化學(xué)反應(yīng)、沉積。 三、 鍍層分類，主要有兩種分類方法： 按鍍層用途分類：防護(hù)性鍍層(Zn、Sn、Cd）、防護(hù)裝飾性鍍層（多層鍍層銅/鎳/鉻，化學(xué)鍍NiP合金鍍層，仿金電鍍層CuZn）和功能性鍍層。 按鍍層與基體金屬的電化學(xué)關(guān)系分類:陽極鍍層（Zn）和陰極鍍層（Sn）。,四、對鍍層的要求 1、對鍍層提出以下要求： （1）細(xì)小、致密：組織小、孔隙小，致密； （2）有一定厚度且均