第8讲影响镀层厚度分布均匀性的因素

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1、【电镀基础讲座】第八讲──影响镀层厚度分布均匀性的因素袁诗璞1使镀层厚度分布均匀的重要性2镀液性能因素──电镀液的分散能力电沉积时总希望镀层厚度在工件上的分布越均匀2.1镀液的分散能力与深镀能力越好。当工件上沉积的总金属量相同时，若厚度分布这是镀液的两项重要技术指标，一般为新工艺研不均匀，则会带来很多坏处：究的必测指标。(1)对于阳极性镀层，镀层薄处经不起牺牲腐蚀镀液的分散能力是指镀液使镀层厚度分布均匀的会先使基体产生锈蚀。而一个制件部分锈蚀后则已不能力，又称均镀能力，通常用T·P表示。在其他条件合格，造成了

2、镀层过厚处金属的浪费。若为保证最薄相同时，分散能力越好，则镀层厚度分布越均匀。测定分散能力的方法常用“远近阴极法”，其结果应标处不生锈，只能加大平均厚度，导致电镀成本增大。出K值(远近阴极距离之比)及所采用的计算公式，否(2)对于阴极性镀层，薄处镀层孔隙率高(见第十则是无意义的；也可用赫尔槽试片测定3或8个点的讲)，很易产生点状锈蚀，继而锈点加大，形成连片锈镀层厚度再作计算。具体的测定方法可参考有关手册。蚀。与阳极性镀层相比，阴极性镀层薄处锈蚀更快。镀液的深镀能力是指镀液使复杂件深凹处沉积镀对于局部防渗氮、渗

3、碳镀层，薄处易形成孔眼，失去层的能力，又称覆盖能力。常用通孔或盲孔管件作试保护作用。若厚度均匀则各部分孔隙率差别不大，总验，比较镀层深入的尺寸。其结果应标明孔内径、管体防蚀性提高。例如，对电池钢壳滚镀亮镍，壳内(特长与试验时管件的悬挂方式，否则无可比性。别是靠底部的地方)镀层很薄，甚至在清洗烘干时即已分散能力与深镀能力属于“铁路警察各管一段”：起小锈点、泛黄，为此要“出白”处理，迅速用水溶分散能力只管厚度均匀性，不管复杂件深凹处能否沉性封闭剂封闭后干燥。积上镀层；而只要复杂件深凹处能沉积上镀层，则可(3)对于

4、光亮性电镀，镀层薄处因阴极电流密度认为深镀能力好，但不管各处镀层厚度的差异有多大。小，故光亮整平性差，影响整体外观。有关镀液分散能力影响因素的结论比较明确，但对影(4)合金电沉积时，不同厚度处的合金组分不相响深镀能力的因素却缺乏研究。只能推断金属的析出同，或外观不均(如仿金镀)，又或抗蚀性不一致(如锌电位越正，深镀能力就越好。原因是工件深凹处阴极镍合金)。电流密度很小，阴极极化值也就很小，测定出的阴极(5)不同厚度处镀层的物理、机械性能(如脆性、负电位也负得少。至于用什么手段能使金属的析出电内应力等)不一样。

5、若镀后还要作冲压成型等机加工处位趋正，人们仍缺少认识。一般而言，分散能力好则理，镀层过厚处往往机加工性能不良(起皮、开裂、粉深镀能力也较好。六价铬镀铬是分散能力、深镀能力状脱落等)。及阴极电流效率都很差，故其镀液组分虽简单，却是无论从防蚀性，还是外观、机加工性能等方面讲，最难掌握的镀种。都希望提高镀层厚度的均匀性。对于尺寸镀硬铬，若2.2阴极上的电流分布用户要求镀后不作磨削处理，则很难办到；有时为了当只考虑几何因素对阴极电流分布的影响时，称保证最薄处达到最终尺寸要求，厚度均匀性差时，不为“一次电流分布”；若同

6、时考虑电化学因素的影响，得不大大加大平均厚度，这在生产中并不少见。为使则称为“二次电流分布”。电流分布不等于金属分布，制件上镀层各部分厚度尽量接近，必须了解影响厚度因为后者还与不同阴极电流密度时的电流效率有关。分布均匀性的因素。在此，先讨论二次电流分布的影响因素，即不考虑阴•44•电镀基础讲座──影响镀层厚度分布均匀性的因素极电流效率影响的问题。显然，此时工件上的阴极电Jk,近Δl=+1(1)JΔϕ1流密度分布越均匀，则镀层厚度分布越均匀。k,远l+⋅近ΔJρk2.2.1几个概念Jk,近2.2.1.1远阴极与

7、近阴极当=1时，则JJ=，即远、近阴极的电k,近k,远Jk,远将一个工件装挂于阴极杆上，同一个阴极工件的流密度相等，其上镀层厚度相同，分散能力最好。但不同部位到阳极的距离不可能完全相同(与工件装挂实际上不可能办到，只能希望该比值越接近于1越好。方式及其本身形状和复杂程度有关)。离阳极最近的一为此，式(1)右边第二项越接近于零或越小就越好，即点(或线、面)称为“近阴极”，其与阳极的距离以l表近分子越小或分母越大就越好。分母中又有两项，一为示；离阳极最远的一点(或线、面)称为“远阴极”，Δϕ1其与阳极的距离用l远

8、表示。l近，二为⋅。后者为电化学因素：阴极极化度ΔJρk2.2.1.2远近阴极距离差Δϕ1k越大越好，镀液电导率越大越好。阴极极化度远、近阴极与阳极距离之差，称为远近阴极距离ΔJρk差，以∆l表示，则Δ=−lll远近。与添加剂、配合物电镀的配合状况等有关，而提高电2.2.1.3镀液的电导率导率可通过加入导电盐、调整pH等来实现。镀液为正负离子导电，是第二类导体，它也存在需重点讨论的是几何因素∆l与l