电镀的基本理论

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1、表面處理課程【表面處理】SURFACETREATMENT第二章電鍍基本原理與概念2.1電鍍之定義2.2電鍍之目的2.3各種鍍金的方法2.4電鍍的基本知識2.5電鍍基礎2.6有關之計算及化學冶金2.1電鍍之定義電鍍(electroplating)被定義為一種電沈積過程(electrodepos-itionprocess),是利用電極(electrode)通過電流，使金屬附著於物體表面上，其目的是在改變物體表面之特性或尺寸。TOP2.2電鍍之目的電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit),改變基材表面性質或尺寸。例如賦予金屬光澤美觀、物品的防鋪、防止磨耗、提高導電度、潤滑性、強度、耐

2、熱性、耐候性、熱處理之防止滲碳、氮化、尺寸錯誤或磨耗之另件之修補。TOP2.3各種鍍金的方法電鍍法(electroplating)回無電鍍法(electrolessplating)回熱浸法(hotdipplating)回熔射噴鍍法(sprayplating)［目塑膠電鍍(plasticplating)回浸漬電鍍(immersionplating)滲透鍍金(diffusionplating)回陰極濺鍍(cathodesupptering)回真空蒸著鍍金(vacuumplating)回合金電鍍(alloyplating)［^複合電鍍(compositeplating.x局部電鍍(select

3、iveplating)［目穿孔電鍍(through-holeplating)回筆電鍍(penplating)電鑄(oloctroforming)TOP2.4電鍍的基本知識電鍍大部份在液體(solution)下進行，又絕大部份是由水溶液(aqueoussolution)中電鍍，約有30種的金屬可由水溶液進行電鍍，由水溶液電鍍的金屬有：銅Cu、鎳Ni、路Cr、鋅Zn、錨Cd〃、鉛Pb、金Au、銀Ag、鉗Pt、餉Co、鎰Mn、錦Sb、鉉、Bi、汞Hg、金家Ga、錮In、銘、As、Sc、Te、Pd、Mn、Rc、Rh、Os、Ir>Nb、W等。有些必須由非水溶液電鍍如鏗、鉗、鉀、跛、鎂、鈣、總、金貝

4、、鋁、La、Ti、Zr>Ge、Mo等。可油水溶液及非水溶液電鍍者有銅、銀、鋅、编、鋪、銚、鎰、鉛、鎳等金屬。電鍍的基本知識包括下列幾項：迴溶液性質物質反應迢電化學1E化學式因界面物理化學迴材料性質2.4.1溶液(solution)被溶解Z物質稱Z為溶質(solUte)，使溶質溶解Z液體稱Z溶劑(solute)o溶劑為水之溶液稱之水溶液(aqueoussolution)o表示溶質溶解於溶液中之量為濃度(concentration)。在一定量溶劑中，溶質能溶解之最大量值稱之溶解度(solub订ity)。達到溶解度值之溶液稱之為飽和溶液(saturatedsolution),反之為非飽和溶液(

5、unsaturatedsolution)□溶液之濃度，在工廠及作業現場，使用易了解及便利的重量百分率濃度(weightpercentage)o另外常用的莫耳濃度(molalconcentration)o2.4.2物質反應(reactionofmatter)在電鍍處理過程中，有物理變化及化學變化，例如研磨、乾燥等為物理反應，電解過程有化學反應，我們必須充份了解在處裡過程中各種物理及化學反應及其相互間關係與影響。2.4.3電鍍常用之化(chemicalformular)見附錄一。2.4.4電化學(electrochemistry)電鍍是一種電沉積(electrodeposition)過程，利

6、用電解體electrolysis)在電極(electrode)沉積金屬，它是屬於電化學Z應用的一支。電化學是研究有關電能與化學能交互變化作用及轉換過程。電解質(electrolyte)例子NaCl,也就是其溶液具有電解性質之溶液(electrolyticsolution)它含有部份Z離子(ions),經由此等離子Z移動(movement)而能導電。帶陰電荷朝向陽極(anode)移動稱之為陰離子(anion),帶正電荷朝向陰極(cathode)移動(migrate)者稱之為陰離子cations)o這些帶電荷之粒子(particles)稱之為離子(ions)。放出電子產生氧化反應之電極稱之為

7、陽極(anode),得到電子產牛還元化應之電極稱之為陰極(cathode)o整個反應過程稱之為電解(electrolysis)。2.4.4.1電極電位(electrodepotentials)電位(electrodepotential)為在電解池(electrolytic)中之導電體，電流經由它流入或流出。電極電位(electrodepotentia1)是電極與電解液之間的電動勢差，單獨電極電位不能測定需參考一些標準電極(stand