电镀基本原理及在生产中应用介绍课件.ppt

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1、电镀基本原理及应用TrainingProgram20061大纲电镀基本理论电镀液性能的测试技术电镀基本理论法拉第定律和电流效率电极电位电极的极化沉积电位和过电位极化曲线和极化度电镀液的分散能力法拉第定律和电流效率金属电沉积通常称为电镀。金属电沉积的理论基础是法拉第定律，也称为电解定律。该定律指出：电解时在电砐上析出或溶解物质的质量与通过的溶液的电量(Q)成正比。也可表示为电解时在电极上析出或溶解物质的质与通过溶液的电量及该物质的量(M/z)的乘积成正比。W=QM/zFQ：通过溶液的电量M：物质的相对

2、原子质量或相对分子质量z：得失电子数F：法拉第常数，即在溶解的过程中，每通过95600C的电量，同时在电极上析出或溶解物质一个(mol/z)量。q：q=M/zF，电化当量，当电解时第通过单位电量所析出物质的量，其单位是g/C或g/A.H)法拉第定律和电流效率电流效率：在电镀过程中，通过电流的有效利用率。电流效率ηk=Q×100%/QoQ：在电极上析出物质所需要的电量。Qo：通过电镀槽的总电量。电镀的时间及厚度以及电流效率，金属的电化当量可表为下式。t=§*r*1000Dk*K*ηK§：镀锌层厚度r：

3、金属的密度Dk：阴极电流密度ηK：电流效率K：金属的电化当量电极电位金属与电解液界面形成的电位差，叫做金属的电极电位。电极电位的绝对值是无法测定的。金属电极电位的数值是以氢的标准电极电位为零相比较测得的。一：标准电极电位当温度为25度，金属离子的浓度为1mol/l时，测得的平衡电位称为标准电极电位。二：平衡电极电位当金属浸在有该金属盐的电解液中时，与其离子之间的电荷交换达到平衡时所具有的电极电位，叫做平衡电极电位。电极的极化在电极上有电流通过时，其电极电位将发生变化，就会偏离其平衡电位值，这种现象称

4、为电极的极化。阴极极化：在有电流通过时，阴极的电极电位向负的方向偏移的现象。阳极极化：在有电流通过时，阳极的电极电位向正方向偏移的现象。极化的分类1.电化学极化又称活化极化。它是由于电极过程中电化学反应受到阻滞而引起的极化，也可以说是由于电化学反应速度小于电子运动速度而引起的极化。2.浓差极化由于反应物或反应物在溶液中的扩散过程中受到阻滞而引起的极化，也可以说是由于溶液中的物质扩散速度小于电化学反应速度而引起的极化，3.简单金属离子还原时的极化简单金属离子在阴极上还原产生的极化。4.金属络离子还原时

5、的极化在络合物电解液中，沉积金属以络离子状态存在。虽然络离子具有相当的稳定性，但总有一部分电离的，而且能建立电离平衡。沉积电位和过电位沉积电位：金属和其它物质在阴极上开始析出的电位，就叫析出电位。析出电位值与平衡电位和过电位的数值有关。E析=E平+ΔE过电位：在一定的电流密度下，电极电位偏离其平衡电位的数值，就叫该电极在该电流密度下过电位(η)。过电位的大小反应映了该电极极化作用的大小，阳极极化时，过电位为正；阴极极化时，其过电位为负。过电位表示如下η=E析-E平极化曲线和极化度iφΦ平极化曲线：表

6、示电极电位(V)随电流密度(D)而改变的关系曲线，称为极化曲线。从曲线上可以看出，随着阴极电流密度(Dk)逐渐增大，阴极电位也在不断增大。测定极化曲线是研究各种因素对电镀过程影响的重要方法。极化度是指电极电位随电流密度的变化率，也就是极化曲线上某一点的切线的斜率。通过提高极化度，来提高电镀的分散能力和覆盖能力。电镀液的分散能力Electronflow分散能力：溶液的分散能力是评定镀层或电流在阴极表面的分布情况。1.电镀液的分散能力：主要是由阴极表面上电流分布的均匀性决定的。2.电流分布的影响因素：电

7、化学因素，由电解液的特性决定。几何因素，包括电极和电镀槽的尺寸及形状，阴极和阳极间的距离以及相对排列和分布等。3.常用分散能力表示方法T=K-M×100%KT：分散能力K：远近阴极与阳极间的距离比(K是人为确定的，常用的中K=2或K=5)M：近，远阴极上所得的镀层质量之比，M=M1/M210金属电沉积的基本理论+_e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-M+M+_PLATINGTANKM+M+e-e-e-e-M+M+金属电沉积的基本理论电沉积是一种电化学过程，也是氧化还原过程。电

8、沉积时，将金属部件作为阴极，所镀金属或合金作为阳极，分析挂于铜或黄铜的极杠上，并浸入含有镀层成分析电解液中，通入直流电，就可以在阴极上得到沉积层。金属的电沉积过程实际上是金属或其络合离子有阴极上还原成金属的过程。金属的电沉积过程包括以下三个步骤：1.传质过程：放电金属离子或金属络离子从电解中，通过扩散，对流，电迁移等步骤，不断输送至电极表面。2.电化学过程：金属离子或金属络合离子脱水，并吸附在阴表面上放电，还原成金属原子的过程。3.结晶过程：金属原子在阴极上排列，形成