表面工程05电镀化学镀

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1、第五章表面工程技术5.1电镀，化学镀5.2热喷涂5.3堆焊5.4高能束表面改性5.5气相沉积Before-dullAfter-shiny5.1电镀、化学镀ShuffleyouriPod’sLook5.1电镀、化学镀5.1电镀、化学镀5.1.1电镀过程及其反应阴极反应：Men++ne=Me2H++2e=H2阳极反应：Me-ne=Men+。OH--4e=2H2O+O2＋Men+－SO42-Cl-OH-阴极上的电镀过程包括三个步骤：（1）金属的水合离子或络离子从溶液内部迁移到阴极表面;（2）金属水合离子脱水或络离子解离，金属离子在阴极上得到电子发生还原反应生成金属原子;（3）还原的原子

2、进入晶格结点。＋＋＋＋5.1.1电镀过程及反应电镀是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原，并沉积到零件表面形成有一定性能的金属镀层的过程。5.1.1电镀过程及反应Electroplatingisaplatingprocessthatuseselectricalcurrenttoreducecationsofadesiredmaterialfromasolutionandcoataconductiveobjectwithathinlayerofthematerial,suchasametal.电解液主要是水溶液，也有有机溶液和熔融盐。金属离子在水溶液中能否还原，不仅决定于其本

3、身的电化学性质，还决定于金属的还原电位与氢还原电位的相对大小。若金属离子还原电位比氢离子还原电位更负，则电极上大量析氢，金属沉积极少。5.1.1电镀过程及反应湿法电镀熔融盐电镀金属离子还原析出的可能性是获得镀层的首要条件，要获得质量优良的镀层，还要有合理的镀液组成和合理的工艺控制。5.1.1电镀过程及反应法拉第定律：第一定律：W=k×I×t=k×Q式中，W：电极上形成的产物；I：电流；t:通电时间；Q:电量k:电化当量，表示通过单位电量时电极上形成的产物量第二定律：k=C1×Ee式中，C1：比例常数；Ee化学当量5.1.1电镀过程及反应当电极上通过1法拉第电量时（1F=26.8A

4、*h），电极反应的产物为1摩尔。电流效率η=实际镀层质量/理论值如：镀镍时，阴极上的副反应消耗部分电量：2H++2e-=H2氰化镀铜和氰化镀锌时的效率：60-70%电镀硬铬效率：8-16%问题：有没有可能电流效率大于100%，什么情况下发生？5.1.1电镀过程及反应电镀溶液有固定的成分和含量要求，使之达到一定的化学平衡，具有所要求的电化学性能。镀液构成：1.主盐和络盐：主盐即沉积金属的盐类，如硫酸铜、硫酸镍等，络盐如锌酸钠、氰锌酸钠等；2.配合剂：配合剂与沉积金属离子形成配合物，改变镀液的电化学性质和金属离子沉积的电极过程，对镀层质量有很大影响，是镀液的重要成分。常用配合剂有氰化

5、物、氢氧化物、焦磷酸盐、酒石酸盐、氨三乙酸、柠檬酸等。3.导电盐：其作用是提高镀液的导电能力，降低槽端电压提高工艺电流密度.例如镀镍液中加人Na2SO4。导电盐不参加电极反应，酸或碱类也可作为导电物质。4.添加剂：包括络合物，平整剂，光亮剂等，在电解液中加入后，能明显地改善镀层的组织，使之平整，光亮，致密等。5.1.2电镀液组成5.1.3电镀的实施方式1)挂镀最常用的一种电镀方式。将零件悬挂于用导电性能良好的材料制成的挂具上,然后浸没于欲镀金属的电镀溶液中作为阴极，在两边适当的距离放置阳极，通电后使金属离子在零件表面沉积的一种电镀方法。2)滚镀滚镀是将欲镀零件置于多角形的滚筒中，

6、依靠零件自身的重量来接通阴极，在滚简转动的过程中实现金属电沉积。滚镀最大的优点是节省劳动力，提高生产效率。设备维修费用少且占地面积小，镀件镀层的均匀性好。但是，滚镀的使用范围受到限制：镀件不宜太大和太轻；单件电流密度小，电流效率低,槽电压高、槽液温升快、镀液带出量大。5.1.3电镀的实施方式3）刷镀电刷镀技术采用一专用的直流电源设备，电源的正极接镀笔，作为刷镀时的阳极，电源的负极接工件，作为刷读镀时的阴极。镀笔通常采用高纯细石墨块极材料，石墨块外面包裹上棉花和耐磨的涤棉套。刷镀时使浸满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在工件表面上移动，并保持适当的压力。随着刷镀时间的增长，镀层逐渐增

7、厚。5.1.3电镀的实施方式电刷镀的设备特点：电刷镀设备简单，一套设备可以完成多个镀种的刷镀。电刷镀设备的用电量、用水量比槽镀少很多，可以节约能源、资源。电刷镀的工艺特点：镀笔与工件有相对运动，散热条件好，在使用大电流密度刷镀时，不易使工件产生过热现象。镀层的形成是一个断续结晶过程，镀笔的移动限制了晶粒的长大和排列，因而镀层中存在大量的超细晶粒和高密度的位错，镀层得到强化。镀液能随镀笔及时供送到工件表面，大大缩短了金属离子扩散过程，不易产生金属离子贫乏现象。加上镀液中金属离子含量