实验10-电子教案 镍电沉积及镀层的结构与性能的测试.

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二、实验原理
极化曲线的测定与分析：
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（二）阴极极化曲线、电流效率和 分散能力的测试
• 一、实验目的 1. 实验并掌握极化曲线的测试和结果的分析 方法。 2. 实验并掌握电流效率、分散能力的测试方 法和结果分析。
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三、仪器和试剂
• Hull槽、直流稳压电源、电流表、恒温槽、 电吹风、导线、镍板阳极、不锈钢或铜片 阴极、硫酸镍、氯化钠、硼酸、除油液和 酸洗液。
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四、实验步骤
• 1．基础镀液的配制：按下列配方配制250 mL基 础镀液： • NiSO4· 6H2O 250-300 g/L • NaCl 10 g/L • H3BO3 35 g/L • pH 3.5 ~ 4.5 • 温度/ oC 50 ~ 60 • 将267 mL Hull槽用水洗净后，加入250 mL基础 液，置于恒温槽中，进行下面的实验。
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• 4. 在含所有添加剂的光亮镍镀液中，比较 镀液搅拌与不搅拌、常温和实验温度下镍 的沉积层质量，并进行记录。
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五、注意事项
• 电沉积实验前必须仔细检查电路是否接触良好或 短路； • 阴极片要认真水洗; • 除油和酸洗要彻底； • 加入添加剂时要按计算量加入，不能多加； • 新配镀液要预电解； • 电镀时要带电入槽； • 电镀过程中镀液挥发应及时用去离子水补充并调 整pH值。
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一、实验wenku.baidu.com的
二、实验原理 三、仪器和试剂 四、实验步骤 五、注意事项 六、结果和讨论
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(一) 电沉积工艺条件 — Hull 槽试验 一、实验目的
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• 3. 在2的溶液中依次加入糖精、苯亚磺酸 钠、镍光亮剂XNF和十二烷基硫酸钠，使 其浓度分别为1.0 g/L、0.1g/L、3 mL/L和 0.1 g/L分别进行同2的实验和记录。
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Hull槽实验是电镀工艺中最常用、最直观、 半定量的一种实验方法。 阴极上的电流密度分布发生有规律的变化 • Hull槽结构示意图(267ml或250ml)
阴极 — 阳极 +
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阳极反应：M – n e = Mn+ （可溶性阳极） 或 2 H2O – 4 e = O2 + 4 H+ (不溶性阳极，酸性)
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• 电镀基本要素: 闭合的电流回路、阴极面各点导电性能均 一(即除油和除锈应彻底) 、镀层质量符合 要求、镀层厚度在数十微米之内. • 影响镀层的结构和性能的因素: 镀液组成（金属离子的浓度、导电盐、pH、 络合剂及添加剂的种类和浓度）和电沉积 的电流密度、温度等因素对沉积层有很大 的影响
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• 2．将Hull槽阴极片（10 cm×7 cm的不锈 钢或纯铜片）用砂纸磨光→水洗→ 碱除油 →水洗→30% HCl弱腐蚀→ 自来水和去离 子水洗后，带电置于Hull槽中，用镍为阳 极，以1 A的电流沉积10 min。 • 取出阴极片，用水冲洗干净，经吹干后观 察并按记录示意图记录阴极上镍的沉积情 况，以及镀液组成和实验条件。
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镍电沉积及镀层的结构与
性能的测试
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实验特色 内容：涉及镍电镀过程的基本研究方 法、内容及镀层结构分析 —— 一条龙实验 理论与实际生产相结合,学以致用;培养 分析和解决问题的科学思维方式 通过实验,了解并掌握一门生产技术
1．熟悉Hull槽试验的基本原理、实验操作 和结果分析。
2．试验并了解添加剂糖精、苯亚磺酸钠、 镍光亮剂XNF和十二烷基硫酸钠对电沉积 光亮镍的影响。
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二、实验原理
电镀过程中涉及的电极反应:
阴极反应：Mn+ + n e = M 副反应：2 H+ + 2 e = H2 (酸性镀液) 2 H2O + 2 e = H2 + 2 OH－(碱性镀液) 当镀液中有添加剂时，添加剂也可能在阴极上反应。
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• Hull槽样板及镀层状况记录符号
a b c d △
Hull槽实验样板记录示意
△
烧焦或粗糙 暗 针孔或麻点 条带状 无镀层
× ×
×
× ×
×
△ △ △ △
△ △
脆性或裂片
起泡
树枝或粉末状
半光亮
光亮
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六、结果和讨论
• 1. 电沉积过程理论上与实际操作上主要包 括哪些步骤？ • 2. 光亮镍镀液中各添加剂主要起什么作 用？ • 3. 从Hull槽实验结果可以获得哪些有关电 沉积效果的信息？ • 4. 镀层应力变化情况? • 5. 搅拌与温度对镀层质量与电流效率有何 影响?