第一章绪论(电镀)(2学时)ppt课件.ppt

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1、第一部分电镀第一章绪论第二章电镀理论基础第三章电镀工艺第四章镀液性能和镀层质量检验第五章电镀设备第一章绪论1.什么是电镀2.镀层的分类3.镀层的选择4.电镀的优点和发展概况第一章绪论1.什么是电镀（掌握）1.1定义1.2基本过程和设备1.3工艺参数1.4电流效率1.5电镀方式电解在含金属盐的溶液中，用通入外加电流的方法使金属离子(或其络离子)在阴极上还原为金属电镀(electroplating)利用电解使金属或合金沉积在制件表面，形成均匀，致密，结合力良好的金属层的过程。1.1定义利用电解使金属离子还原成金属，沉积在阴极上。电沉积利用电解使金属离子还原成金属，沉积在阴极

2、上，形成镀层均匀、镀层致密、镀层与基体结合力良好的覆层。电镀注意：电解----电沉积、非电沉积电沉积----电镀、电铸、电解精炼1.2基本过程与设备被镀工件和辅助阳极浸在电镀液中（镀槽）。被镀工件接电源负极，辅助阳极接电源正极。（5部分构成）例：普通镀镍用电解液，主盐：NiSO4和(或)NiCl2(提供镍离子)附加盐：硼酸（即缓冲剂）(维持电解液的pH值)(有的还加入NaCl或Na2SO4或H2SO4增加电解液的导电性)添加剂：十二烷基硫酸钠(降低镀层孔隙)电镀液组成包括（4部分）：主盐：提供被镀金属离子附加盐：(缓冲剂和强电解质)改善电解液性能(pH值和导电性)络

3、合剂，添加剂：改善镀层质量(含量多)(含量少)添加剂(稳定剂、表面活性剂、光亮剂)电镀液例：光亮镀银电解液主盐：AgCl，提供银离子络合剂：KCN附加盐：酒石酸钾钠（即缓冲剂）添加剂：钉炔二醇，巰基苯并噻唑(光亮剂)阴极(工件)被镀工件作为阴极，表面上主要发生金属离子(或其络离子)的还原反应，形成金属镀层，覆盖在工件表面。简单金属离子的还原：（如：硫酸镍镀镍）Ni2++2e=Ni阴极反应金属络离子的还原：（如：氰化物镀铜）[Cu(CN)3]2-+e=Cu+3CN-不溶性阳极：在电镀过程中不溶性阳极不发生溶解，表面上发生某些物质的氧化反应，而金属离子的消耗由添加主盐进行补

4、充。典型电镀：铬酐溶液镀铬(辅助)阳极基本功能是构成通电回路两类阳极及阳极反应可溶性阳极：即以被镀金属材料制作阳极，如镀镍用镍制作阳极，镀铜用铜制作阳极。阳极金属被氧化，生成金属离子以补充阴极反应中金属离子消耗Ni=Ni2++2e大多数电镀是可溶性阳极（金属离子浓度基本不变）镀槽是盛装电解液的器具。同时还要满足阴极和阳极安装，电镀过程中加热或冷却等需要。镀槽电源提供电镀所需电流。大多数电镀工艺为直流电源，也有的电镀工艺使用其它类型电源电源与镀槽，将在第五章介绍1.3工艺参数(8个)各组分(主盐，附加盐，添加剂，络合剂)的浓度或浓度范围。常用单位：g/L或ml/L电解液组

5、成(配方)电解液pH值操作条件温度或温度范围阴极电流密度ic(或记为Dk)。常用单位：(A/dm2)。阴极电流效率搅拌或阴极移动阴极/阳极面积比(在某些电镀工艺中)时间工艺参数对电镀工艺的要求（了解）：(1)镀液性能优良，能获得质量符合要求的镀层；（如：稳定性等）(2)工艺范围宽，易于操作和维护；(3)镀液无毒或低毒，操作安全，对环境污染小，三废易处理；(4)镀液对设备和厂房的腐蚀性小；(5)成本和加工费用低。Q:为了得到需要的镀层厚度，如何计算电镀的时间？阴极反应为：Men++ne=Me阴极电流密度为ic(A/dm2)，电镀时间为t(min)按Faraday电解定律，

6、镀层厚度h(um)应为式中：A--镀层金属原子量(g)，k=A/nF--镀层金属电化当量d镀层密度(g/cm3)，F=26.8A.hQ:但是，计算出的镀层厚度与实测厚度不同，原因何在？注：物理量的单位1.4电流效率问题出在没有考虑因为阴极电流不是全部用于金属电沉积。Faraday定律计算的镀层重量称为“镀层理论重量”，阴极电流效率可定义为或者Q总为通过阴极的总电量，Q金为用于金属沉积的电量。ic金=icc用于金属沉积的电流密度为什么“阴极电流不是全部用于金属电沉积”？主反应：被镀金属离子还原反应副反应：其它物质的还原反应(其它杂质离子)，最常见的是氢离子还原反应(析

7、氢反应)答：“在阴极上还有其它还原反应”。为什么会发生副反应？-------下一章再分析。副反应愈强，电流效率愈低。不同镀种的电流效率不同，同一镀种的不同工艺的电流效率也不一样。就是因为副反应的差异。阴极电流效率愈高，获得同一厚度镀层所消耗的电量愈小，电镀时间愈短。因此阴极电流效率是一个很重要工艺参数。1.5电镀方式阳极工件挂具+-挂镀(槽镀)滚桶(内装被镀工件)滚镀+-工件阳极包套(浸电解液)刷镀第一章绪论2.镀层的分类（自学）2.1按使用目的2.2按镀层结构2.3按电化学关系2镀层分类（自学）防护镀层和防护—装饰镀层功能性镀层按电化学