03第三章电镀和化学镀剖析
第三章 电镀与化学镀
镀层 种类
银
应
银是贵金属,具有良好的化学稳定性;但在含硫化物的大气 中表面易生成硫化银而变黑。银对钢铁,铜都是阴极性镀层, 且价贵难得,故一般不用作防护镀层。
装饰镀层:银具有良好的装饰性能,表面易抛光,呈银
白色,常用于餐具,工艺品和家庭用具的装饰镀层。
用
功能镀层:银的导电性能优良,接触电阻小,电子电器, 通讯器材的零部件镀银,可保证良好的导电性和钎焊性。
但银镀层很容易扩散和沿材料表面滑移,产生抖动现象;在 潮湿大气中会产生“银须”,造成短路,这是需要注意的。
贵 金属
金镀层主要用于工艺品,首饰的装饰,以及在恶劣条件
下使用的电子器件仪表元件。
铂镀层主要用于电镀,电解,阴极保护中使用的不溶性阳
极(钛基镀铂)。另外也用于精密仪器,外科器械。
材料表面工程
锡
防护镀层: 应
锡在食品有机酸中对钢铁属于阳极性镀层,且锡对人 体无毒,故镀锡铁皮用作食品罐头盒。
功能镀层: 用
锡有良好的钎焊性能,故需要钎焊的无线电器件和零部 件广泛采用锡镀层。但在高温,潮湿和密封条件下,由于锡 镀层存在内应力会生长晶须,造成短路,这是需要注意的。 锡不与硫化物作用,故与火药及橡胶接触的工件常镀锡。 钢件渗氮处理时可用局部镀锡保护不需渗氮的部位。 锡质软,可塑性好,锡镀层可提高冷拔,变薄,拉伸过 程中工件表面润滑能力。
功能镀层
钢件镀黄铜(0.5~2.5微米),可大大提高与橡胶的结 合力(如轮胎衬里钢丝) 黄铜镀层也可作为减摩镀层。
材料表面工程
铜
腐 蚀 特 点 用
铜是正电性金属,不受非氧化性酸的腐蚀,但会和氧发生反应。 在空气中铜易氧化而失去光泽,在含二氧化碳或氯化物的潮湿 大气中,铜表面易生成碱式碳酸铜或氯化铜膜,受到硫化物作 用时表面会生成棕色或黑色的硫化物膜。钢铁表面的铜镀层属 阴极性镀层。因此铜不单独作为钢铁件的防护镀层。
第3章单金属电镀
第3章 单金属电镀 学习目标 ●了解电镀的基本知识、具体镀种的性质、适用的场合及其作为镀层的特点,了解镀液的配制方法; ●理解电镀工艺条件变化对镀层的影响、导致镀层故障的原因及排除方法,理解具体镀种电镀基本原理、镀液的维护、镀液的组分及各组分的作用; ●掌握电极电位、极化、析出电位、超电位等基本概念,掌握金属的沉积过程、被镀工件的几何形状、极化等因素对电流分布的影响; ●通过学习,能基本掌握单金属电镀的操作技能。
3畅1 概述 一、电镀工业的发展概况 电镀总体来说是对工件表面进行防护、装饰以及获得某些特殊功能的一种表面工程技术。
最早的电镀文献始于意大利Brugnateli教授于1800年提出的镀银工艺和他于1805年提出的镀金工艺,但没有在工业中应用。
1840年,英国Elkington申请了氰化镀银的第一个专利,并用于工业生产,这是电镀工业的开始,后续镀铜、镀镍、镀锌、镀铬等镀种蓬勃发展,使电镀逐步发展成为完整的电化学工程体系。
两次世界大战和不断发展的航空业推动了电镀工业的进一步发展和完善,包括镀硬铬、铜合金电镀、氨基磺酸镀镍以及其他许多电镀镀种均发展起来。
电镀设备也从以前手动操作的沥青内衬木制槽进步到现代机械化、自动化的设备,采用微机控制和自动监控的电镀生产对镀液中的关键组分实现实时监控,各种参数维持在最佳工艺状态,提高了镀层质量,保证了镀层的成品率,而且操作者远离镀槽,减少了被污染伤害的可能性。
目前,生产中的电镀品种包括10多种单金属电镀、20多种合金电镀,此外进行过研究的合金电镀层有250多种。
电镀行业是一个重污染行业,随着科学技术和工业的迅速发展,人们对自身的生存环境提出了更高的要求。
1989年联合国环境规划署工业与环境规划中心提出了“清洁生产”的概念,电镀行业急需改变落后的工艺,采用符合“清洁生产”要求的新工艺。
在电镀生产中研发各种低毒、无毒的电镀工艺,如无氰电镀、代六价铬电镀、代镉电镀、无氟无铅电镀,并改革工艺流程,从源头和过程中减少污染物的产生。
化学镀和电镀
化学镀和电镀化学镀和电镀是常见的金属表面处理技术,被广泛应用于工业生产和科学研究领域。
它们通过在金属表面形成一层均匀、致密、具有良好附着力的金属薄膜,提高金属的耐腐蚀性、耐磨性和美观性。
化学镀是利用化学反应在金属表面生成金属薄膜的技术。
在化学镀过程中,首先需要准备化学镀液,它通常由金属盐溶液、络合剂、还原剂和调节剂等组成。
然后,将待镀金属作为阴极,将镀液中的金属离子还原成金属原子,并在金属表面析出形成金属薄膜。
化学镀的优点是可以在复杂形状的物体表面均匀镀覆,且镀层的厚度可以控制。
常见的化学镀技术有铜化学镀、镍化学镀和铬化学镀等。
电镀是利用电解作用在金属表面生成金属薄膜的技术。
在电镀过程中,需要将金属制品作为阴极,放置在电解槽中的镀液中,同时加上直流电源。
镀液中含有金属盐溶液和其他添加剂,通过电解作用将金属离子还原成金属原子,并在金属表面析出形成金属薄膜。
电镀的优点是可以获得较厚的镀层,并且具有良好的附着力。
常见的电镀技术有铜电镀、镍电镀和铬电镀等。
化学镀和电镀在工业生产中有着广泛的应用。
它们可以改善金属制品的表面性能,延长使用寿命。
化学镀和电镀可以提高金属制品的耐腐蚀性,使其不易受到氧化、腐蚀和变色等损害。
同时,它们还可以增加金属制品的硬度和耐磨性,提高其使用寿命。
此外,化学镀和电镀还可以改变金属制品的外观,使其具有更好的美观性和装饰性。
然而,化学镀和电镀过程中也存在一些问题。
首先,镀液中的化学物质对环境具有一定的污染性,需要合理处理和回收。
其次,化学镀和电镀过程需要耗费大量的能量和资源,对能源和资源的消耗也需要引起重视。
此外,金属镀层的质量和稳定性也是需要关注的问题,不合格的镀层会影响金属制品的使用效果。
化学镀和电镀是重要的金属表面处理技术,它们可以在金属表面形成均匀、致密、具有良好性能的金属薄膜。
化学镀和电镀可以改善金属制品的耐腐蚀性、耐磨性和美观性,提高其使用寿命。
然而,化学镀和电镀过程中也存在一些问题,需要合理处理和解决。
电镀和化学镀技术
(四)金属的电沉积过程
金属电结晶三步骤对电沉积的影响: 3)在电流密度也相当大,过电位的绝对值很大时,被还 原的金属离子数量很多,在电极表面上形成了大量的吸附 原子。在这种情况下,它们很有可能聚积在一起,形成新 的晶核。而且极化越大形成晶核的几率就越大,速度就越 快,晶核的尺寸也就越小,因而可以获得细致光滑的金属 层。所以在电镀过程中,极需要在晶体生长的同时,还有 大量的晶核形成。电镀时总是设法使阴极电化学极化大一 些。
(一)电镀液组成 1.主盐:能够在阴极上沉积出所要求的镀层金属的 盐。 主盐浓度要有一个适当的范围。 主盐浓度高,溶液的导电性和电流效率一般都较 高,可使用较大的电流密度,加快沉积速度。但是, 主盐浓度升高会使阴极极化下降,出现镀层结晶较粗, 镀液的分散能力下降。 主盐浓度低,则采用的阴极电流密度较低,沉积 速度较慢,但其分散能力和覆盖能力均较浓溶液好。
电镀层的分类 3)功能性镀层: 五、热处理用镀层 为了改善机械零件的表面物理性能,常常需要进 行热处理。但是,如果零件的某些部位,在热处理 时不允许改变它原来的性能,就需要把这个部位局 部地保护起来。例如,防止局部渗碳需镀铜,防止 局部渗氮则应镀锡。
电镀层的分类: 3)功能性镀层: 六、修复性镀层 一些重要的机械零部件,例如各种轴、花键、齿 轮及压辊等,在使用过程中被磨损,或在加工过程 中磨削过度,均可用电镀法予以修复,使其重新发 挥作用。可用于修复尺寸的镀层金属有铜、铁、铬 等。 七、可焊性镀层 一些电子元器件组装时,需要进行钎焊。为了改 善它们的焊接性能,需要镀以锡、银等。
目前,金属镀层的应用已遍及经济活动的各个 生产和研究部门,例如机器制造、电子、仪器仪 表、能源、化工、轻工、交通运输、兵器、航空、 航天、原子能等。
化学镍和电镀镍
化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别1. 化学镀镍层是极为均匀的,只要镀液能浸泡得到,溶质交换充分,镀层就会非常均匀,几乎可以达到仿形的效果。
2. 化学镀目前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色,而电镀可以实现很多色彩。
3. 化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应,化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极。
4. 化学镀过以对任何形状工件施镀,但电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀。
5. 电镀因为有外加的电流,所以镀速要比化学镀快得我,同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。
6. 高磷的化学镀镍层为非晶态,镀层表面没有任何晶体间隙,而电镀层为典型的晶态镀层。
7. 化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。
8. 化学镀由于大部分使用食品级的添加剂,不使用诸如氰化物等有害物质,所以化学镀比电镀要环保一些。
关于化学镀镍层的工艺特点:1. 厚度均匀性厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点,也是应用广泛的原因之一,化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀,电镀层的厚度在整个零件,尤其是形状复杂的零件上差异很大,在零件的边角和离阳极近的部位,镀层较厚,而在内表面或离阳极远的地方镀层很薄,甚至镀不到,采用化学镀可避免电镀的这一不足。
化学镀时,只要零件表面和镀液接触,镀液中消耗的成份能及时得到补充,任何部位的镀层厚度都基本相同,即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。
2. 不存在氢脆的问题电镀是利用电源能将镍阳离子转换成金属镍沉积到阳极上,用化学还原的方法是使镍阳离子还原成金属镍并沉积在基体金属表面上,试验表明,镀层中氢的夹入与化学还原反应无关,而与电镀条件有很大关系,通常镀层中的含氢量随电流密度的增加而上升。
3. 很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等均是由材料和零部件的表面层体现出来,在一般情况下可以采用某些具有特殊功能的化学镀镍层取代用其他方法制备的整体实心材料,也可以用廉价的基体材料化学镀镍代替有贵重原材料制造的零部件,因此,化学镀镍的经济效益是非常大的。
电镀化学镀的区别
化学镀与电镀的区别
原理:原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极;而化学镀是依靠
在金属表面所发生的自催化反应..
厚度:电镀层厚度大于化学镀层
均匀性:化学镀镍层是极为均匀的;只要镀液能浸泡得到;溶质交换充分;镀层就会非常均匀;几乎可以达到仿形的效果..
适用性:电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀;但化学镀过
以对任何形状工件施镀..
晶态:高磷的化学镀镍层为非晶态;镀层表面没有任何晶体间隙;而电镀层为典型的晶态镀层..
速度:电镀因为有外加的电流;所以镀速要比化学镀快得多;同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成..
结合力:化学镀层的结合力要普遍高于电镀层..
环保:化学镀由于大部分使用食品级的添加剂;不使用诸如氰化物等有
害物质;所以化学镀比电镀要环保一些..
颜色:化学镀目前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色;而电镀可以实现
很多色彩..
氢脆:电镀存在氢脆现象;而化学镀没有
功能镀层:化学镀可以镀上功能镀层;价格也低廉;电镀则不能镀上功能镀层
热变形:化学镀不存在;电镀存在
可控性:化学沉积层的厚度可控;其工艺简单;操作方便;温度低;成本比其它表面处理防护低;适用于在中、小型工厂或小批量生产..。
电镀、电刷镀与化学镀
4.基体金属的影响
基体金属的化学性质与其和镀层之间结合力密 切相关。在某些电解液中,如果基体金属的电 位负于镀层金属,若不用其它镀层过渡,就不 容易获得结合力良好的镀层。 铸造件和粉末冶金件的表面往往是凹凸不平且 多孔的,零件内孔易积留预处理的溶液,镀件 表面经过一段时间会出现黑色的斑点。 此外,零件在电镀前的脱脂、除锈是否彻底, 也将严重影响镀层的性能。
14
二、电镀反应
图 6-1 是电镀过程原理图,被镀 的零件为阴极,与直流电源的 负极相连,金属阳极与直流电 源的正极联接。阳极与阴极均 浸入镀液中。 当在阴阳两极间施加一定电压 时,则在阴极发生还原反应: 即从镀液内部扩散到电极和镀 液界面上的金属离子Mn+从阴极 上获得n个电子,被还原成金属 M。
18
主盐浓度的影响
镀液中的主盐浓度高时,电沉积过程中的 浓差极化小,晶核形成速度降低,长大速 度快;所得镀层晶粒较粗。这种影响在简 单盐镀液中尤为明显。 主盐浓度过低时,尽管对提高镀液的分散 能力有利,但镀液允许的电流密度小。此 时、镀液中的导电盐可提高其导电性,增 加阴极极化,对获得结晶细致的镀层有利。
碱性镀液有氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、焦 磷酸盐镀锌等。 中性或弱酸性镀液有氯化物镀锌、硫酸盐 镀锌等; 酸性镀锌有硫酸盐镀锌、氯化物镀锌等。 其中以氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物 镀锌、硫酸盐镀锌最为常用。
33
镀锌层的钝化处理
为了进一步提高镀锌层的防护能力,同时 使其外观更具装饰性,通常要在其表面人 为地形成一层致密的氧化膜,这一过程即 称之为钝化处理(或称铬酸盐处理)。 钝化处理的溶液以六价铬为主要成分,辅 之以其它的无机酸或其盐。改变钝化溶液 的辅助成分及其浓度,可以得到白色或蓝 白色、彩色、黑色、绿色等色调的钝化膜。
电镀铜和化学镀铜的性能分析和影响因素
电镀铜的性能分析及影响因素(作者)摘要:关键词:英文摘要:0 绪论●电镀和化学镀概述在国民经济的各个生产和科学发展领域里,如机械、无线电、仪表、交通、航空及船舶工业中,在日用品的生产和医疗器械等设备的制造中,金属镀层都有极为广泛而应用。
世界各国由于钢铁所造成的损失数据是相当惊人的,几乎每年钢铁产量的,三分之一由于腐蚀而报废,当然电镀层不可能完全解决这个问题,但是良好的金属镀层还是能在这方面做出较大贡献的。
电镀和化学镀则是获得金属防护层的有效方法。
化学镀方法所得到的金属镀层,结晶细致紧密,结合力良好,它不但具有良好的防腐性能,而且满足工业某些特殊用途。
●化学镀与电镀的优缺点化学镀与电镀比较具有以下优点:(1)镀层厚度比较均匀,化学镀液的分散力接近百分之百,无明显的边缘效应,几乎是基材形状的复制因此特适合形状复杂工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件内壁等表面施镀。
电镀法因受力线分布不均匀的限制是很难做到的。
(2)通过敏化、活化等前处理化学镀可以在非金属(非导体)如塑料、玻璃、陶瓷及半导体材料表面上进行,而电镀发只能在导体表面上进行。
因此,化学镀工艺是非金属表面金属化的常用方法。
也是非导体材料电镀前作导电底层的方法。
(3)工艺设备简单,不需要电源、输电系统及辅助电极,操作时只需要把工件正确的悬挂在镀液中即可。
(4)化学镀是靠基体材料的自催化活性才能起镀,其结合力一般优于电镀。
镀层有光亮或半光亮的外观。
晶粒细、致密、孔隙率低。
某些化学镀层还具有特殊的物理性能。
电镀也具有其不能为化学镀代替的优点:(1)可以沉积的金属及合金品种远多于化学镀。
(2)价格比化学镀低得多。
(3)工艺成熟,镀液简单、易于控制。
化学镀铜的应用领域及进展铜具有良好的导电、导热性能,质软而韧,有良好的压延性和抛光性能。
为了提高表面镀层和基体金属的结合力,铜镀层常用作防护、装饰性镀层的底层,对局部渗碳工件,常用镀铜来保护不需要渗碳的部位。
1)印刷线路板通孔金属化处理目前化学镀铜在工业上最重要的应用是印刷线路板(PrintedCircuit Board,简称PCB)的通孔金属化过程,使各层印刷导线的绝缘孔壁内沉积上一层铜,从而使两面的电路导通,成为一个整体。
化学镀和电镀
电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程。
电镀镍的优点是镀层结晶细致、平滑光亮,内应力小,与草次金属化层结合力强。
电镀镍的缺点:1.受金属化瓷件表面的清洁和镀液纯净程度的影响大,造成电镀后金属化瓷件的缺陷较多,例如起皮、起泡、麻点、黑点等
2.均镀能力差。
极易受电镀挂具和在镀缸中位置不同的影响。
3.对于形状复杂或由细小的深孔或盲孔的瓷件不能获得较好的电镀表面。
化学镀镍:
无电镀或自催化镀。
它是一种不加外在电流的情况下,利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍层。
当镍层沉积到活化零件表面后由于镍具有自催化能力,所以该过程将自动进行下去,一般化学镀镍得到的为合金镀层。
常见的是Ni-P合金和Ni-B合金
优点:不用电源,厚度均匀致密,针孔烧,均镀好,能在复杂零件表面沉积,深镀能力强,抗腐蚀性能好,镀镍速度快,厚度可达10-50微米。
镀层在烧氢后无起皮、起泡等
缺点:镀层为非晶的层状结构,虽然进行热处理后,镀层结晶化,其层状结构逐渐消失,但是对陶瓷-金属封接件的抗拉强度有所降低。
2.镀液的成本高、寿命短、耗能大
3.镀液对杂质敏感、需经常处理,因而使工艺的可操作性能变的相对复杂。
电镀和化学镀
化学镀镍
用还原剂将镀液中的镍离子还原为金 属镍并沉积到基体金属表面上去的方法称 为化学镀镍。
1. 化学镀镍机理
➢ 原子氢态理论 ➢ 氢化物理论 ➢ 电化学理论
原子氢态理论
H2PO2- + H2O → HPO3- + 2H + H+ ➢ Ni2+ + 2H → Ni + 2H+ ➢ H2PO2- + H → H2O + OH- + P
一、什么是化学镀? 化学镀是指在没有外电流通过的情况下,利
用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积 在基体表面,形成镀层的一种表面加工方法。
化学镀与电镀相比的优点
➢ 化学镀不需要外电源,设备简单、操作容易,可用于 各种基体,如:金属(钢、铝、镁等)、非金属(陶 瓷、塑料、木材等)及半导体等。
➢ 均镀能力和深镀能力好,无论工件如何复杂(深孔、 凹槽、盲孔等),只要采取适当的技术措施,均可得 到均一的镀层。
化学镀镍磷零件
医学资料
• 仅供参考,用药方面谨遵医嘱
化学还原镀
还原镀是在金属的催化作用下,通过可控制的氧 化还原反应而产生金属沉积的过程。这种方法不是通 过金属的溶解,而是依靠还原剂的化学反应:
Rn+ + MZ+ → R(n+z)+ + M 在这里还原剂Rn+被氧化成R(n+z)+,而自由电子 使MZ+还原,还原剂的电位应该显著低于沉积金属的 电位。
活化可将金属表面的氧化物、盐加以去除, 使金属表面容易与后续电镀金属紧密结合。
需要慎重选择合适的酸液及缓蚀剂,避免过 度浸蚀底材。
镀后处理
➢ 钝化处理 是指在一定的溶液中进行化学处理﹐在镀层上形
现代表面工程技术-电镀和化学镀
电镀的电源发展介绍
• 电镀电源经历了四个发展阶段: (1) 直流发电机阶段这种电源耗能大、效率低、噪声 大, 已经被淘汰。 (2) 硅整流阶段是直流发电机的换代产品, 技术十分成 熟, 但效率低, 体积大, 控制不方便。目前, 仍有许多企业使 用这种电镀电源。 (3) 可控硅整流阶段是目前替代硅整流电源的主流电源, 具有效率高、体积小、调控方便等特点。随着核心器件— ——可控硅技术的成熟与发展, 该电源技术日趋成熟, 已获 得广泛应用。 (4) 晶体管开关电源即脉冲电源阶段脉冲电镀电源是 当今最为先进的电镀电源, 它的出现是电镀电源的一次革 命。这种电源具有体积小、效率高、性能优越、纹波系数 稳定, 而且不易受输出电流影响等特点。脉冲电镀电源是 发展的方向, 现已开始在企业中使用。
• • • • • 电镀概念 电镀原理 电源发展介绍 镀层 电镀作用 电镀方式 几种电镀技术 • • • • • • • 化学镀综述 化学镀概念 化学镀特点 仪器与流程 化学镀预处理 化学镀的镀液 化学镀工艺参数的影 响
一、电镀技术
电镀概念
• 电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某 些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金 的过程,是利用电解作用使金属或其它材 料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而 起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光 性及增进美观等作用。
电镀的检验
• 镀端子的检验是电镀完成后不可缺少的工 作,只有检验合格的产品才能交给下一工 序使用。通常驻的检验项目为:膜厚 (thickness),附着力(adhesion),可焊性 (solderability),外观(appearance),包 装(package).盐雾实(salt spray test), 对于图纸有特别要求的产品,有孔隙率测 试(30U”)金使用硝酸蒸气法,镀钯镍产 品(使用凝胶电解法)或其它环境测试。
电镀和化学镀的基本原理
电镀和化学镀的基本原理电镀和化学镀,这两个名字听起来是不是有点高大上?它们就在我们日常生活中默默发挥着重要作用,像是隐形的超人,默默守护着我们的金属物品。
电镀,简单来说,就是把一层金属镀在另一种金属表面上,像给它穿上闪亮的新衣服一样。
想象一下,你的老旧饰品,如果能在外面加上一层金光闪闪的镀层,那简直是焕然一新,变成了聚光灯下的明星。
说到电镀,首先得提到一个小小的电池,它就像是整个过程的“电源”。
这个过程其实是通过电流把金属离子从电解液中吸引到需要镀的金属表面。
电流流过,金属离子就开始乖乖地附着上去。
听起来简单吧?可这可不是随随便便就能完成的活。
电镀的环境、温度、时间,甚至电流的强度,都要控制得当,才能保证镀层均匀,光亮如新。
要不然,镀出来的东西要么像豆腐渣,要么就是一片晦暗,谁还敢戴在身上呢?而化学镀嘛,更像是一位魔术师,完全不需要电流的帮助。
它的原理是通过化学反应,让金属离子自发地在物体表面沉积。
想象一下,像是在做美食,先把材料准备好,然后在锅里翻炒,最后出来的成品可是让人垂涎欲滴的。
这种方法特别适合一些复杂形状的物品,电镀可做不到的那些角落和缝隙,化学镀全都能搞定。
结果就是,你的金属物品不仅坚固耐用,还能抵抗氧化,不易生锈。
电镀和化学镀都有各自的“拿手好戏”。
电镀,像是一位讲究时尚的造型师,追求的是表面光鲜亮丽。
它常常用于珠宝、电子产品和汽车零件等需要视觉美感和导电性的地方。
而化学镀,则更注重功能性,常见于工业应用,比如一些需要耐磨、耐腐蚀的设备,简直就是工业界的“耐劳小能手”。
它们就像是兄弟,各有各的特色,但又常常需要互相配合,才能造出更完美的作品。
不过,话说回来,电镀和化学镀在生活中也并非没有小麻烦。
比如电镀,如果控制不当,镀层就可能出现裂纹,甚至脱落,那可真是让人心疼得要命。
而化学镀呢,虽然不需要电流,但反应条件如果不对,镀出来的效果也可能大打折扣,导致镀层粗糙、颜色不均。
这就像是做饭,如果火候掌握不好,做出来的菜可能是“惨不忍睹”。
电镀锌与化学镀镍的特点及区别
电镀锌与化学镀镍的特点及区别电镀镍有什么特点,化学镀镍有哪些作用,电镀镍和化学镀镍的区别,相信大家看到这些问题之后还没找到一个合适的答案,一般人们认为镀镍只是为了抗腐蚀,但是大家都不知道镀镍除了抗腐蚀还有其他作用!一、电镀镍的特点、性能、用途:1、电镀镍层在空气中的稳定性很高,由于金属镍具有很强的钝化能力,在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜,能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。
2、电镀镍结晶极其细小,并且具有优良的抛光性能。
经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表,同时在大气中可长期保持其光泽。
所以,电镀层常用于装饰。
3、在电镀中,由于电镀镍具有很多优异性能,其加工量仅次于电镀锌而居第二位,其消耗量占到镍总产量的10%左右。
4、镍镀层的硬度比较高,可以提高制品表面的耐磨性,在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。
由于金属镍具有较高的化学稳定性,有些化工设备也常用较厚的镇镀层,以防止被介质腐蚀。
镀镍层还广泛的应用在功能性方面,如修复被磨损、被腐蚀的零件,采用刷镀技术进行局部电镀。
采用电铸工艺,用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。
厚的镀镍层具有良好的耐磨性,可作为耐磨镀层。
尤其是近几年来发展了复合电镀,可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层,其硬度和耐磨性比镀镍层更高。
若以石墨或氟化石墨作为分散微粒,则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的自润滑性,可用作为润滑镀层。
黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。
5、镀镍的应用面很广,可作为防护装饰性镀层,在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上,保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层,在其上再镀一薄层铬,或镀一层仿金层,其抗蚀性更好,外观更美。
在功能性应用方面,在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚,可达到修复目的。
特别是在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2021/3/1
13
4. 缓冲剂。在弱酸或弱碱性镀液中,pH值是重要
的工艺参量。加入缓冲剂,使镀液具有自行调节 pH值能力,以便在施镀过程中保持pH值稳定。缓 冲剂要有足够量才有较好的效果,一般加入30~ 40g/L,例如氯化钾镀锌溶液中的硼酸。
⑥磁性能镀层:例如软磁性能镀层有Ni-Fe,FeCo镀层;硬磁性能有Co-P,Co-Ni,Co-Ni-P等。
⑦可焊性镀层:例如Sn-Pb,Cu,Sn,Ag等镀层。 可改善可焊性,在电子工业中广泛应用。
⑧ 耐热镀层:例如Ni-W,Ni,Cr镀层,熔点高, 耐高温。
⑨修复用镀层:一些造价较高的易磨损件,或加 工超差件,采用电镀修复尺寸,可节约成本,延 长使用寿命。例如可电镀Ni,Cr,Fe层进行修复。
1. 主盐。沉积金属的盐类,有单盐,如硫酸 铜、硫酸镍等;有络盐,如锌酸钠、氰锌酸 钠等。
2021/3/1
12
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。常用配合剂有氰化物、氢氧化物、焦磷 酸盐、酒石酸盐、氨三乙酸、柠檬酸等。
镀层厚度:一般为几微米到几十微米。
特点:电镀工艺设备较简单,操作条件易 于控制,镀层材料广泛,成本较低,因而 在工业中广泛应用,是材料表面处理的重 要方法。
2021/3/1
3
镀层分类
镀层种类很多,按使用性能可分为
①防护性镀层:例如锌、锌-镍、镍、镉、 锡等镀层,作为耐大气及各种腐蚀环境的 防腐蚀镀层。
按照零件的服役条件及使用性能要求,选用适 当的镀层,还要按基材的种类和性质,选用相匹配 的镀层。
例如阳极性或阴极性镀层,特别是当镀层与不同金属零 件接触时,更要考虑镀层与接触金属的电极电位差对耐蚀性 的影响,或摩擦副是否匹配。
另外要依据零件加工工艺选用适当的镀层。
例如铝合金镀镍层,镀后常需通过热处理提高结合力,若 是时效强化铝合金,镀后热处理将会造成过时效。
2021/3/1
9
电沉积的基本条件
金属离子以一定的电流密度进行阴极还原时,原则 上,只要电极电位足够负,任何金属离子都可能在 阴极上还原,实现电沉积。
但由于水溶液中有氢离子、水分子及多种其它离子, 使得一些还原电位很负的金属离子实际上不可能实 现沉积过程。
所以金属离子在水溶液中能否还原,不仅决定于其 本身的电考虑镀覆工艺的经济性。
2021/3/1
8
3.2 电镀的基本原理
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。
电解液主要是水溶液,也有有机溶液和熔融 盐。从水溶液和有机溶液中电镀称为湿法电 镀,从熔融盐中电镀称为熔融盐电镀。 非水溶液、熔融盐电镀虽已部分获得工业化 应用,但不普遍。
单层镀层,如Zn或Cu层;
多层金属镀层,例如Cu-Sn/Cr,Cu/Ni /Cr镀层等;
复合镀层,如 Ni-Al2O3,Co-SiC等。 若按镀层成分分类,可分为:单一金属 镀层、合金镀层及复合镀层。
2021/3/1
7
如何合理选用镀层
不同成分及不同组合方式的镀层具有不同的性能。如何合理
选用镀层,其基本原则与通常的选材原则大致相似。 首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能.
②防护-装饰性镀层:例如 Cu-Ni-Cr镀层 等,既有装饰性,亦有防护性。 ③装饰性镀层:例如Au及Cu—Zn仿金镀层、 黑铬、黑镍镀层等。
④耐磨和减摩镀层:例如硬铬,松孔镀, Ni—SiC,Ni-石墨,Ni-PTFE复合镀层等。
2021/3/1
4
⑤电性能镀层:例如Au,Ag镀层等,既有高的导 电率,又可防氧化,避免增加接触电阻。
5. 阳极活化剂。在电镀过程中金属离子被不断消 耗,多数镀液依靠可溶性阳极来补充,使金属的 阴极析出量与阳极溶解量相等,保持镀液成分平 衡。加入活性剂能维持阳极活性状态,不会发生 钝化,保持正常溶解反应。例如镀镍液中必须加 入Cl-,以防止镍阳极钝化。
2021/3/1
14
6. 镀液稳定剂。许多金属盐容易发生水 解,而许多金属的氢氧化物是不溶性的。 生成金属的氢氧化物沉淀,使溶液中的 金属离子大量减少,电镀过程电流无法 增大,镀层容易烧焦。
7. 特殊添加剂。为改善镀液性能和提高 镀层质量,常需加入某种特殊添加剂。 其加入量较少,一般只有几克每升,但 效果显著。这类添加剂种类繁多,按其 作用可分为:
2021/3/1
15
特殊添加剂
第三章 电镀和化学镀
2021/3/1
1
3.1 电镀
电镀是一种用电化学方法在镀件表面 上沉积所需形态的金属覆层工艺。
电镀原理:是指在含有欲镀金属的盐类 溶液中,以被镀基体金属为阴极,通过 电解作用,使镀液中欲镀金属的阳离子 在基体金属表面沉积出来,形成镀层的 一种表面加工方法。
2021/3/1
2
目的:改善材料的外观,提高材料的各种 物理化学性能,赋予材料表面特殊的耐蚀 性、耐磨性、装饰性、焊接性及电、磁、 光学性能等。
2021/3/1
5
镀层分类
若按镀层与基体金属之间的电化学性质可 分为: 阳极性镀层和阴极性镀层:
凡镀层相对于基体金属的电位为负时,镀 层是阳极,称阳极性镀层,如钢上的镀锌 层。
而镀层相对于基体金属的电位为正时, 镀层呈阴极,称阴极镀层,如钢上的镀镍 层、镀锡层等。
2021/3/1
6
镀层分类
若按镀层的组合形式分,镀层可分为:
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。
2021/3/1
10
金属还原的可能性
金属离子还原析出的可能性是获得镀层的首要条件,而 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。
2021/3/1
11
3.2.1电镀溶液
一种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,才能获得良好的镀层。通常镀液 由如下成分构成。