《电镀工艺学》课件

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1、第七章电镀合金工艺合金电镀分类：防护性合金镀层防护装饰性合金镀层功能性合金镀层合金电镀：（Alloyplating）用电化学的方法使两种或两种以上的金属共沉积（codeposition）的过程。（二元合金）金属共沉积的基本条件1）合金中的金属至少有一种金属能从其盐的水溶液中析出；2）两种金属的析出电位要十分接近或相等。一、金属的共沉积（Codeposition）实现金属共沉积的措施：1）改变溶液中金属离子浓度；2）选择适当的络合剂（Complexingagent）；3）加入添加剂（additionalagent

2、）。一、金属的共沉积（Codeposition）1)正则共沉积:受扩散控制例：单盐镀液络合镀液两种金属的平衡电位相差很大，不形成固溶体型的合金的共沉积。2)非正则共沉积：受阴极电位控制例：络合物镀液单个金属的平衡电位受络合剂浓度影响；两金属平衡电位接近且能形成固溶体。金属共沉积的类型A。增加镀液中金属的总含量，B。降低电流密度，C。提高温度和增强搅拌等增加电位较正金属在合金中的含量。3)平衡共沉积:两金属从与其处于化学平衡的镀液中共沉积。特点：在低电流密度下(阴极极化不明显)，合金沉积中各组分金属比等于镀液中的

3、金属比。例如：在酸性镀液中沉积Cu-Bi合金和Pb-Sn合金等。仅有很少几个共沉积过程属于平衡共沉积体系。金属共沉积的类型是指当把两金属浸入含有该两金属离子的溶液中，两者的平衡电位最终将变成相等，即电位差为零4)异常共沉积:特征:电位较负的金属优先沉积。沉积层中电位较负的金属组分的含量较高。在某种浓度和电解条件下才出现异常共沉积。例：含铁族金属中的一个或多个的合金共沉积体系。Fe-Zn,Zn-Ni,Ni-Co,Fe-Co,Ni-Sn金属共沉积的类型5)诱导共沉积:钛、钼、钨等金属与铁族金属可以在水溶液中实现共沉

4、积，这种共沉积过程称为诱导共沉积。特点：难推测各电解参数对合金组成的影响。金属共沉积的类型诱导金属影响金属共沉积的因素1）镀液中金属浓度比的影响曲线1：正则共沉积曲线2：非正则共沉积曲线3：平衡共沉积曲线4：异常共沉积曲线5：诱导共沉积镀液中金属浓度比的影响C总不变,略增电位较正金属含量，合金中电位较正金属含量将按比例增加.增大电位较正金属浓度，合金中其含量随之升高，不成正比C点以上电位较正金属占优势，C点以下电位较负金属占优势。（1）单一络合剂镀液a.络合两种金属离子如果增加络合剂浓度，使其中某一金属的沉积电

5、位比另一金属的沉积电位变负得多，则该金属在合金沉积中的相对含量将降低。如：氰化镀黄铜Cu-Znb.仅络合一种金属离子如：酸性氟化物镀Sn-Ni2)络合剂浓度的影响K不稳[Cu(CN)4]2-=5.0X10-32K不稳[Zn(CN)4]2-=1.3X10-17（2）混合络合剂镀液增加某一络合剂浓度，则同该络合剂络合的金属在合金沉积中的含量下降。如：碱性氰化镀铜－锡合金Cu-Sn[Cu(CN)4]2-;[Sn(OH)6]2-2)络合剂浓度的影响a、含量达到一定值后镀层组成可基本保持不变；b、对简单盐镀液有明显的影响

6、；c、对合金组成的影响常具有选择性。如：焦磷酸盐-锡酸盐电镀铜－锡合金少量的苯骈咪唑可使镀层中锡含量增大.3)添加剂的影响4)pH值的影响pH值可改变金属盐的化学组成；pH值影响络合物稳定性；例：a.锌酸盐、锡酸盐和氰化物等络离子在碱性溶液中是稳定的，而在pH<7时分解；b.焦磷酸盐镀Cu-Sn合金，在pH＝8-12范围内生成的络离子随不同pH值结构形式和不稳定常数都会有变化，且与镀层成分有很大关系。6)温度、搅拌的影响主要影响正则共沉积.5)Dk的影响影响镀层质量影响合金组成电镀合金的阳极1.可溶性合金阳极:

7、呈单相或固溶体类型的合金。低锡10-13%青铜2.可溶性单金属联合阳极:分挂3.不溶性阳极:4.可溶性与不溶性联合阳极:Ni-Co，镍及不锈钢阳极含量高的金属作阳极，含量低的金属以可溶性盐或氧化物形式加入镀液。7.1锌合金镀层提高镀层防护性作用，降低氢脆（异常共沉积）电镀锌合金的组织结构单相（或多相），固溶体和金属间化合物锌合金镀层主要特征耐蚀性、热稳定性、低氢脆性锌合金镀层后处理提高耐蚀性、耐磨和装饰性7.1锌合金镀层Ni3Zn211.铬酸盐钝化：铬酐5~10g/L+无机酸+卤化物可得到不同色调钝化膜：彩虹色

8、、绿色、黄色、黑色、白色、橄榄色等。2.其他钝化处理钼酸盐钝化；钨酸盐钝化；稀土化合物钝化；浸或刷涂无机或有机膜层；锌合金镀层后处理方法举例：电镀锌镍合金（20世纪80年代）优良的防护性镀层，以取代镉镀层和锌镀层；适于恶劣的工业大气和严酷的海洋环境；耐蚀性（与镍含量有关）随着镍含量的增加（7%-13%），耐蚀性可增大3-5倍；200~300℃加热后，钝化膜仍保持良好的耐蚀性。镀层氢脆小