现代表面技术电镀2.ppt

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1、回顾：电镀技术电镀原理电镀基本过程影响电镀涂层的因素<1>阴极还原反应：Men++ne=Me<2>阳极氧化反应：Me-ne=Men+6.3合金电镀在阴极上同时沉积出两种或两种以上金属，形成结构和性能符合要求的镀层的工艺过程合金电镀往往具有单金属无法达到的特殊性能:其色泽、外观、硬度、致密性、电磁性、化学稳定性、耐高温性、耐磨性和镀层结构等通常都优于单金属镀层。合金电镀根据电镀合金的特性和应用来分类:1）防护性合金镀层常用镀层:Zn-Ni、Zn-Fe、Zn-Co、Zn-Ti等；Cr-Ni、Cr-Mo、Cr-W以及Ni-P、Ni-B等合金镀层；

2、Pb-Sn、Pb-In、Pb-Ag、Pb-Sn-Cu、Pb-Sb-Sn等合金镀层。性能应用：具有优良的防护性。另外其电镀工艺多具有低氢脆性，因此，特别适用于汽车、船舶、航空和航天等工业。2）防护装饰性合金镀层常用镀层:多层镀层，以Cu-Sn、Ni-Fe做镀铬底层；以锡为基的某些合金，如Sn-Co、Sn-Ni和Sn-Ni-x(x为Zn、Cd等金属)合金等，镀层外观似铬，代替装饰性镀铬。6.3.1合金电镀的分类电镀可焊性合金镀层：Sn-Pb(60-40)合金，已在印刷线路板上得到广泛应用。电镀磁性合金镀层：Co-Ni和Ni-Fe等磁性合金镀层，

3、已在计算机和记录装置上作为记忆元件使用。其他如Co-Fe、Co-Cr、Co-W、Ni-Fe-Co和Ni-Co-P等也具有良好的磁性。4）电镀贵金属合金主要指电镀以金、银、钯等贵金属为基的合金，如Au-Co、Au-Ni、Au-Ag、Ag-Zn、Ag-Sb（锑）和Pd（钯）-Ni合金等，其中Pd-Ni合金作为代金镀层，用以节约贵金属。这类合金多用在电子元器件上。3）功能性合金1）单盐电解液从简单金属镀液中实现金属的共沉积，如从氯化物体系中电沉积Zn-Ni、Zn-Fe、Zn-Co合金。特点成分简单，容易维护，电流效率高，但分散能力和覆盖能力较差。

4、2）络合物电解液大多数合金镀层是从络合物电解液中沉积出来的。特点分散能力和覆盖能力好，但镀液成分比较复杂，维护和控制比较麻烦。3）有机溶剂电解液有些金属离子，很难从水溶液中共沉积，但在有机溶剂中的沉积电位比在水溶液中更接近，因而容易共沉积，如Al-Mn、Al-Cr、Al-Ni等。根据电镀液的类型来分：电镀合金与热熔法得到的合金相比较，具有以下特点：1）制备新型合金：可获得热熔法制的合金相图上没有的合金相，如Cu-Ni、Sn-Ni合金。2）非晶态合金：可获得热熔法不能制取的性能优异的非晶态合金，如Ni-P合金和Ni-B合金等，而非金属P和B不

5、能单独从水溶液中电沉积出来。3）获得在水溶液中难以单独电沉积的金属，如Ni-W合金和Ni-Mo合金中的w和Mo等4）易获得高熔点金属与低熔点金属形成的合金，如Zn-Ni合金等5）电镀法得到的合金比一般热熔法得到的合金硬度高、耐磨性好，如Ni-Co合金和Ni-P合金等。6.3.2合金电镀的原理（1）单金属的沉积电位对于单金属来说，其沉积电位等于它的平衡电位和过电位之和----沉积电位（或析出电位）（V）----平衡电极电位(V)----金属离子在阴极上放电的过电位（V）（2）合金电沉积的条件两种金属中至少有一种金属能从其盐的水溶液中沉积出来。

6、有些金属（如W,Mo等）不能从其盐的水溶液中沉积出来，但可以借助诱导沉积与铁族金属共沉积。共沉积的两金属的沉积电位须十分接近。如果相差太大，则电位较正的金属将优先镀出来，甚至完全排斥电位较负金属的析出，这样就不能形成合金镀层。例如，Pb(-0.126V)与Sn(-0.136V)、Ni(0.25V)与Co(0.277V)、Cu(0.34V)与Bi(0.32V)，它们的标准电极电势比较接近，通常可以从它们的简单盐溶液中实现共沉积。（3）实现合金共沉积的方法改变镀液中金属离子的浓度增大较活泼金属的浓度使它的电位正移，或者降低较贵金属离子的浓度使它

7、的电位负移从而它们的电位接近。采用络合剂金属络离子能降低离子的有效浓度，使电位较正金属的平衡电位负移的绝对值大于电位较负的金属。加入适当的添加剂有些添加剂能显著地增大或降低阴极极化，改变金属的析出电位。添加剂在阴极表面的阻化作用常带有一定的选择性。一种添加剂可能对几种金属的电沉积起作用，而对另一些金属的电沉积则无效果。6.3.3共沉积合金镀层的结构类型主要有四类：（1）机械混合物形成合金镀层的组元仍保持原来组元的结构和性质，组元间不发生相互作用。如：Sn-Pb、Cd-Zn、Sn-Zn、Cu-Ag等。（2）固溶体溶质原子溶入溶剂的晶格中，仍保

8、持溶剂金属的晶格类型。有间隙固溶体和置换固溶体。当从焦磷酸盐溶液中电沉积铜锌合金时，形成铜锌置换固溶体合金。（3）金属间化合物金属间化合物是合金各组分间相互发生作用，从而生成一种