电镀与化学镀

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1、第五章电镀与化学镀电镀基础知识电解沉积理论及电镀络合物理论介绍电解沉积理论及影响电镀质量的基本因素电刷镀介绍电镀应用：多元锌合金电镀及其发展化学镀基础知识推荐参考书：化学镀镍1、安茂忠《电镀理论与技术》，哈工大出版社2、方景礼，《多元络合物电镀》，国防工业出版社化学镀铜3、徐滨士，《刷镀技术》，天津科学技术出版社4、姜晓霞，《化学镀理论与实践》，国防工业出版社1电镀即是通过还原反应，将金属离子还原在阴极表面进而生成致密均匀的金属涂层的过程。电沉积基础知识。电镀的作用是什么？表面能镀哪些金属、合金？非导

2、体能够电镀吗？电镀液如何配置、工艺如何选择？21800年，Brugnatelli提出镀银技术1840年，Elkintong氰化物镀银专利1843年，Bottgger提出镀镍1917年，Proctor提出了氰化物镀锌1923-1924年，Fink&Eldridge提出镀铬3认识电镀基本原理4电镀过程必须遵循的基本规律法拉第电解定律m=(M/n)*(Q/F)K*j（F=96485.3383±0.0083C/mol）Nearnst公式5发展：合金电镀；复合电镀；电镀非晶体；电刷镀；非金属电镀；激光电镀等新

3、技术、新方法250多种合金6电镀液基本组成及其作用1、主盐；2、导电盐；3、络合剂；4、缓冲剂；5、添加剂提供金属提高电解质导控制电解质中控制电解质的改善涂层质量电性金属离子浓度pH光亮离子降低槽电压提高阴极极化；控制电极电位；整平浓度范围改善涂层质量；控制电解质中润湿需要优化使多种金属元析出沉淀消除应力素工沉积可能。细化涂层组织限制7电镀液质量评定几个准则电流效率分散能力(或称均镀能力)是指电解液使零件表面镀层厚度均匀分布的能力。覆盖能力是指电解液使零件深凹处沉积金属镀层的能力。8电镀过程中阴极极化

4、的作用电极反应速度ReOx+e9极化电位电解质阻降浓差极化电化学极化类比于过饱和溶液中晶体析出，电解沉积CV2RTln中阴极的超电位（极化电位）越大，则越Crsk10容易析出细小的晶粒电沉积过程及镀层的生长①液相传质步骤：金属离子(水合离子或配离子)从溶液的内部向电极表面扩散。②金属离子在电场的作用下向电极表面的双电层内进行迁移(在这一步骤中金属离子要脱去其表面的配体)。③电化学步骤：金属离子在电极表面接受电子(放电)成吸附原子。④电结晶步骤：吸附原子向品格内嵌入(形成镀层)。111213络合物

5、基本知识由配体提供电子对,通过配位键与金属结合而形成的复杂化合物称为组合物或配位化合物。特征：由配体提供一对末共用的电子而形成的化学键142262682Cu(1s2s2p3s3p3d4s)2+226268Cu(1s2s2p3s3p3d)N=4Cu2+＋NH3[Cu(NH)]2+3n15反应平衡常数16金属络合物离子的电化学还原历程络离子参加的电镀过程（X,Y为络合物；E-电极）1）络离子在电极表面附近转化为能够直接在表面放电的物资22[ZnCN()]4OH[ZnOH()]4CN442

6、[ZNOH()]ZnOH()2OH422)表面吸附与放电ZnOH()ZnOH()

7、22吸附ZnOH()

8、2eZn2OH2吸附17金属共沉积基础18金属共沉积基础金属共沉积理论与锌镍合金电镀析出电位越高，越易在阴极还原析出。络合物的设计应用在多元合金电金属共沉积的阴极极化曲线镀中起着至关重要的作用!!19正常共沉积：析出电位高的离子优先析出正则共沉积-扩散控制非正则共沉积-阴极电势控制平衡共沉积-组分金属含量比等于电解液中各金属离子浓度比。非正常共沉积异常共沉积-如Zn-Ni合金电镀诱

9、导共沉积-从含有Ti/Mo/W等金属盐的水溶液中是不能电沉积出纯金属镀层的，但当与铁族金属—起电沉积时，可实现共沉积，这种共沉积称为诱导共沉积。2021影响电镀质量的因素1、电解液的影响电镀液本性的影响主盐浓度的影响游离酸度的影晌E-pH无机盐的影响:导电性、阴极极化有机添加剂对镀层结构的影响22电镀液本性影响镀液主盐特点类型简单酸性环境，水合离子态：沉积速度快、通常阴镀液硫酸盐、氯化物、氟硼酸盐、极极化较小。氟硅酸盐、胺基磺酸盐镀液质量较差，镀层晶粒较粗大。络盐金属络合物离子态：沉积速度较

10、慢，阴极镀液焦磷酸盐、氰络盐、氨络盐、极化大。有机磷酸盐、羧酸盐镀液质量好；镀层晶粒细。232、电镀规范的影响电参数影响---电流密度:烧焦电流波形其它参数镀液温度、PH调整、添加剂搅拌3、析氢影响氢脆镀液中[H+]浓度阴极极化鼓泡麻点24电镀常用设备:挂镀与滚镀(小镀厂)自动传送(大型镀厂)25电刷镀m=(M/n)*(Q/F）26电刷镀的应用例电刷镀修复转子电刷镀制备轴承耐磨涂层27电镀应用单金属镀层：Zn,Cu,Cr、NiZn:-0.76V;阳极型