《电镀与电刷度》PPT课件

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1、表面工程第4章电镀及化学镀4.1电镀与电刷度14.1.1电镀电解：在外加直流电源的作用下，电解质的阴阳离子两极发生氧化还原反应的过程。（1）电解与电镀电解CuCl2溶液示意图阴极（还原反应）:阳极（氧化反应）:Cu2++2e＝Cu2Cl－－2e＝Cl2↑电镀反应是一种典型的电解反应2电镀：是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，在直流电的作用下，以被镀金属基体为阴极，以欲镀金属或其它惰性导体为阳极，通过电解作用，在基体表面获得结合牢固的金属镀层的表面工程技术。铜的电解精炼：粗铜（含Zn、Fe）纯铜硫酸铜溶液硫酸铜溶液铜镀件目的:耐蚀、耐磨、装饰、钎焊及导电、磁、光学一般为几微米到几十微

2、米镀铜3（2）电镀装置及原理（以镀铜为例）②两电极：阴极还原反应：Cu2++2e→Cu(形成镀层)阳极氧化反应：Cu－2e→Cu2+(阳极溶解)①外电路：直流电源、导线③电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液④电镀的结果，硫酸铜溶液的浓度保持不变4电镀涉及的基本问题和理论解释属于电化学范畴，而沉积层物理性能方面的改变则属于金属学方面的范畴。从表面现象来看，电镀是在外加电流的作用下，溶液中的金属离子在阴极表面得到电子,被还原为金属并沉积在其表面的过程，发生如下化学反应：Men++neMe但是实际情况则很复杂金属离子进行阴极还原时：沉积电位=平衡电位+金属离子在阴极放电的过电位理论上

3、，只要阴极电位足够负，任何金属离子都可以还原沉积。但是在水溶液中进行电沉积时，还存在H+和一些易还原的阴离子与金属离子竞争还原反应，因此，有些还原电位很负的金属离子在电极上不能实现还原沉积。5金属离子在水溶液中能否还原，不仅取决于其本身的性质，还取决于H+在电极上的还原电位。沉积电位=金属离子的标准电位+（RT/nF）*lna+金属离子的在阴极放电的过电位由沉积电位的计算公式可以看出，过电位是影响金属离子沉积的关键因素。过电位主要由电化学极化和浓差极化产生，其大小直接影响金属离子的沉积。6（3）电镀时金属电沉积的过程①液相传质：金属的水合离子或络离子从溶液内部迁移到阴极表面；②

4、电化学还原：前置转换和电荷转移金属离子在进行电化学还原前，其主要存在形式在阴极附近或表面发生化学转化，转变为参与电极反应的形式，该过程为前置转换；然后金属离子再以此形式在阴极表面得到电子，还原为金属原子，称电荷转移。如硫酸铜镀液中镀铜时Cu2+的还原过程为：Cu2++e=Cu+(前置转换)Cu++e=Cu（电荷转移）③电结晶：形核+长大7（4）电镀液主盐：提供金属离子，析出金属易溶于水的盐类络合剂：镀液的重要成分。能与主盐的阳离子络合而成金属络离子。在电镀过程中，能有效地促进阴极极化作用，提高电解液的均镀能力和深镀能力，从而使镀层结晶细致光滑；对保证镀层质量和电解稳定性起重要作

5、用。如在氰化物电镀液中用氰化物作络合剂，在无氰电镀液中用铵盐、焦磷酸盐、次氨（基）三乙酸等作络合剂。目前大多是水溶液，在特殊情况下，也使用有机溶液或者熔融盐镀液。8导电盐：提高镀液的导电能力缓冲剂：稳定pH值阳极活化剂：促进阳极溶解的助溶阴离子添加剂：影响金属离子在阴极析出的成分。光亮剂、整平剂、晶粒细化剂、润湿剂、应力消除剂、镀层硬化剂等9（5）影响电镀层质量的基本因素①镀层金属的本性②镀液各种成分及浓度③电镀规范电流密度、波形、温度及搅拌等④pH值及析氢（可能导致镀层鼓泡或者产生针孔）⑤基体金属及表面质量（基体金属电位负于镀层金属，导致结合力不良）⑥前处理精整和清理→洁净、

6、活性的晶体表面104.1.2电刷镀工业化生产中，电镀的实施方式多种多样，常见的电镀实施方式有：挂镀：主要适用于外形尺寸较大的零件滚镀：主要适用于尺寸较小，批量较大的零件电刷镀：一般用于局部修复和局部性能改善高速连续电镀：用于线材、带材、板材的大批量生产11刷镀又称涂镀、局部镀、选择性电镀、笔镀等。它是通过吸有电解液的包套作为阳极与作为阴极的零件表面接触，并作相对运动，电解液中的离子在阴阳极之间进行电化学反应，使金属离子沉积，在零件表面形成金属镀层的过程12（1）原理与特点原理同电镀——电沉积过程供电镀液+镀笔+擦试→电镀层13（1）设备简单、工艺灵活、操作方便，可以在现场作业。

7、（2）可以局部电镀。（3）镀层种类多，结合强度高。（4）沉积速度快，生产效率高。槽镀的10～15倍。耗电量为槽镀几十分之一。（5）操作安全，对环境污染小。（6）劳动强度大，消耗阳极包缠材料。特点：14（2）电刷镀设备专用直流电源、镀笔及供液、集液装置专用直流电源0~30V，0~150A镀笔：由不溶性阳极、绝缘手柄及散热装置组成15（3）刷镀溶液金属离子含量高、导电性好、性能稳定、分散覆盖能力好1)刷镀溶液的种类①预处理溶液:预处理溶液可分为电净液和活化液两类电净液：用于清洗工件表面的油污。