综合实验1(电镀法制作艺术品)

实验一电镀法制作艺术品
一实验目的
1.熟悉电镀的基本原理；
2.掌握镀镍基本操作规范。

二、实验原理
电镀是一种电解加工工艺，通过电镀可以改变固体材料外观、耐蚀性、抗磨损、增加硬度等表面特性以及其他物理性能，甚至可以来改善机械配合，修复已磨损和加工报废的零件等，在工业上获得广泛的应用。

由于镍在电化学反应中的交换电流密度较小，因此镍本身具有较大的极化电阻，在单盐镀液中就有较大的电化学极化，获得良好的镀层而且镍的分散能力好，得到的镀层均匀，因此镀液种类虽多，但均由单盐组成。

镀镍液中阳离子有Ni2+、Na+、H+等，阴离子有SO42-、Cl-、OH-等。

由于Na+的电位较负，在电镀电位下，不发生电解反应，因此其阴极反应为，
Ni2++2e →Ni
2H++2e→ H2↑
镀镍一般采用金属镍为阳极材料，常用的有电解镍、铸造镍、含硫镍、含氧镍等，正常情况下，镍阳极溶解反应为：Ni—2e→Ni2+，此时的镍阳极呈活化状态，表面为灰白色，溶解的Ni2+不断补充溶液中的Ni2+浓度。

但由于金属镍易钝化，使溶解电位变正，导致镍阳极受阻，其它离子可能放电，主要发生如下反应，即：
4OH- - 4e → 2H2O + O2↑
2Cl- - 2e → Cl2，由于阳极的生成物又促使阳极表面钝化，进一步增加镍的溶解电位，阳极表面生成暗棕色的Ni2O3,导致镀层质量恶化，为此，镀液中经常需要加入NiCl2，防止这一现象产生。

三、实验药品、仪器以及实验装置
药品：不导电胶、盐酸、镀镍液、镀铬液等
仪器：电源、电解装置、刀片等。

实验装置：电镀装置见图1。

1—阳极材料；2—铜片
图1 电镀装置图
四、实验步骤
1.机械处理
机械处理是为了获得平整、光滑的表面，本实验试样比较小，因此采用手工打磨。

2.除油
除油是为了去除基材表面所粘附的油污、各种污垢、残屑等。

除油方法很多，有有机溶剂除油、碱液除油、电解除油、超声波除油等。

本实验采用先有机溶剂除油，再碱性除油两步工艺。

其中，碱性除油液配方见下表1。

表1 碱性除油液配方
3.封胶：
在铜片表面封上一层不导电胶。

4.刻蚀图案
利用刀片在不导电胶上刻蚀出各种图案，图案下面呈现出铜基体，
5.镀镍：
利用盐酸活化后，对整个铜片进行电镀镍，为确保图案上镀上一层2mm厚镍，规定电镀时间为5小时。

不导电胶为不导体未沉积镍。

镀镍工艺配方见表2。

表2 镀镍工艺配方
6.去胶
去除整个导电胶，电镀图案就呈现在铜片上。

7. 水洗，吹干。

五、实验结果与讨论
1.对所制作的艺术品进行拍照。

2.准确计算出镀镍的电流。

3.描述镀镍的阴、阳极现象。

六、思考题
1.叙述镀镍的基本原理？
2.本实验封不导电胶的目的是什么？。