电镀化学镀新技术
合集下载
相关主题
- 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)。
LOGO
第四章 电镀、化学镀新技术
《表面工程技术与缓蚀剂 》
材料物理系 二零壹零年九月
上两次课重点内容
?表面工程的概念： 非常重要 ?表面工程学科体系： 二级包括五部分 ?表面工程技术两种分类方式： 四种和五种 ?表面工程技术的应用： 五大方面（P5 ） ?固体表面构成示意图：（ P15 ） ?固体表面的分类： 三种 ?吸附的概念：（ P24 ） ?物理吸附和化学吸附的区别联系： 五区别三联系 ?表面前处理技术内容： 四部分 ?表面整平的手段： 七种 ?磷化的概念：（ P58 ） ?钝化理论：（ P62 ）
二是两种金属的析出电位应充分接近或相等
? 实现金属共沉积的措施：
①选择金属离子合适的价态； ②改变镀液中金属离子的浓度； ③采用络合剂；
④采用添加剂
第二节 合金电镀、复合电镀 及其他特殊电镀技术
二、复合电镀：
? 定义：用电镀方法使固体微粒与金属共沉积，从而在基体上获得 基质金属上弥散分布微粒结构的复合镀层
应还原成金属原子并在阴极上进行金属沉积的过程 ▲完成这个电沉积过程须经过下面三个步骤来进行：
电沉积过程
阴极金属 离子被消耗
液相传质
溶液中离子 阴极转移
离子在电极
表面转化 电化学反应
离子放电生 成金属原子
金属原子扩 散到结晶点
电结晶
排列成晶格 形成镀层
? 速度最慢的一个被称为整个沉积过程的控制环节 ? 每个过程对电镀的影响是不同的
第三节 点石成金的电刷镀
? 电刷镀基本原理
? 将处理好的工件与专用的 直流电源的负极连接作为 阴极，镀笔与电源的正极 连接作为阳极，电刷镀时， 使棉花包套中浸满电镀液 的镀笔以一定的相对运动 速度及适当的压力在被镀 工件表面上移动，在镀笔 与被镀工件接触的部分， 镀液中的金属离子在电场 力的作用下扩散到工件表 面，在表面获得电子被还 原成金属原子而沉积在工 件表面形成镀层。
⑤缺点是镀层厚度不够均匀，工艺实施存在一些困难。
? 机理：
——复合电沉积是一个复杂的过程，在这过程中，金属离子的析出、镀 层的成长和分散粒子向阴极表面的吸附是同时进行的。
第二节 合金电镀、复合电镀 及其他特殊电镀技术
三、其他特殊电镀技术
? 非晶态电镀 ? 脉冲电镀 ? 激光电镀 ? 闪镀 ? 机械电镀 ? 多层电镀 ? 非金属电镀
第一节 电镀基本知识
影响镀层质量的因素
主盐浓度
浓度提高，晶核形成速度 降低 ，形成粗大结晶镀层
镀液 组成 的
影响
附加盐 添加剂
浓度改善镀液的导电性 有利于形成细晶镀层
显著改善镀层的某些性能 选择性加入影响镀层质量
杂质
杂质的来源比较复杂 影响也比较复杂
第一节 电镀基本知识
PH 值Βιβλιοθήκη Baidu
最佳的pH 值往往要通过试验决定
表面着色如何实现呢？
第一节 电镀基本知识
电镀基本知识
?电镀概念（教材P69）
——电镀是指在外电流作用下，电解质水溶液中的 金属离子迁移到作为阴极的被镀基体金属表面，发 生氧化还原反应并沉积形成镀层的一种表面工程技 术。
?理解电镀要把握这么几点：
①电镀是金属电沉积形成涂层 的技术之一； ②要有 外加电流 ，从而能够发生氧化还原反应，这是
液或熔盐镀液 。
① 主盐：指能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐类
▼有单盐（镀层粗燥）和络盐（ 结晶细致镀层 ）
② 附加盐：也称为导电盐，是电镀液中除主盐以外的
某些碱金属或碱土金属盐类 ▼主要作用是提高电镀液的 导电性，有的还略微 提 高阴极极化 ，改善镀层质量
第一节 电镀基本知识
③ 缓冲剂：一般由弱酸和弱酸盐或弱碱和弱碱盐
第一节 电镀基本知识
?电镀反应（学过？）
▲电镀反应包括两部分电化学反应： 阴极和阳极
?电极电位和极化（学过？）
▲平衡电极电位（ 双电层结构图） 通电后 电极极化 ▲电化学极化、浓差极化过电位 和溶液的欧姆电压降
?金属的电沉积过程和共沉积
▲电镀包含的主要过程就是金属的电沉积过程 ▲指镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反
电镀工 艺规范 对镀层 质量的
影响
电流密度 电流波形
温度 搅拌
大小要合适
通过阴极电位和电流密度的变化 来影响阴极沉积过程
合理提高镀液温度利于提高质量
提高镀层质量
基体金属 材料本身结合、镀前加工状况
其它因素 其他机械的、电学的、几何因素
第一节 电镀基本知识
电镀的分类
电镀
金属 电沉积方式
电镀 装置
镀电属金单 镀电金合 镀电合复 镀槽 镀滚 镀刷 镀电性护防 镀电性磨耐 镀电性饰装 镀电性削切 镀电性能功 镀电态晶非 镀电冲脉 镀电属金非
必要条件之一； ③在电解质溶液中 进行，这也是进行电镀的必要条件
之一； ④目的是在工间表面 获得一层薄镀层 来改变材料表面
的特性，提高耐蚀性、耐磨性、装饰性等功能。
第一节 电镀基本知识
? 电镀液的组成和作用 ——电镀液一般由 主盐、附加盐、缓冲剂、阳极活
化剂和添加剂 组成。
——电镀液大多是 水溶液，特殊情况下使用 有机溶
电镀饰物和设备
镀金
电镀纽扣 镀银
手机外壳电镀 生产线
八工位电镀槽
电镀用钛阳极
什么是电镀？电镀液成分？电沉积过程如何？影响镀层质 量的因素有哪些？对五花八门的电镀工艺了解多少？
电刷镀和化学镀
对电刷镀了解多少知识？ 电刷镀的是如何工作的？ 电刷镀有什么特点？ 电刷镀应用价值大不大？ 化学镀是如何实现的？ 化学镀都应用在哪里？
镀层 功能
其他 特殊电镀
第二节 合金电镀、复合电镀 及其他特殊电镀技术
一、合金电镀：
? 合金电镀的特点：
①合金共沉积的过程比单金属电镀复杂 ②合金镀层具有许多单金属镀层所不具备的特殊性能
③具有与热熔法制备的合金所不具备的特点
? 合金电镀（即金属共沉积）的基本条件：
对单金属来说，金属离子在溶液中达到沉积电位就可以在阴极还原析出 一是两种金属中至少有一种金属能单独从其盐类的水溶液中沉积出来
组成的用来 稳定溶液酸碱度 的物质，能使溶液在 遇到酸或碱时，溶液的 PH 值变化幅度缩小。
④ 阳极活化剂：是镀液中能 促进阳极活化 的物质，
它能提高阳极开始钝化的电流密度，从而保证阳 极不容易被钝化，使阳极处于活化状态而能正常 地溶解。
⑤ 添加剂：是为了改善电镀溶液性能和镀层质量 ，
在电镀液中加入的少量有机物。 ★各种电镀液对添加剂的使用是有选择性的，往 往通过实验来确定。
? 特点：
①复合镀层综合了其组成相的优点；
②镀覆材料广泛，同一种基质金属可沉积一种或数种性质各异的固体微 粒，同一种固体微粒也可沉积在不同的基质金属中；
③加工过程不需要高温，可制取有机材料和金属组成的复合镀层，且工 件不易变形；
④可沿用原来的电镀装置，方便又经济，可降低基体材料成本，节省大 量贵金属；
第四章 电镀、化学镀新技术
《表面工程技术与缓蚀剂 》
材料物理系 二零壹零年九月
上两次课重点内容
?表面工程的概念： 非常重要 ?表面工程学科体系： 二级包括五部分 ?表面工程技术两种分类方式： 四种和五种 ?表面工程技术的应用： 五大方面（P5 ） ?固体表面构成示意图：（ P15 ） ?固体表面的分类： 三种 ?吸附的概念：（ P24 ） ?物理吸附和化学吸附的区别联系： 五区别三联系 ?表面前处理技术内容： 四部分 ?表面整平的手段： 七种 ?磷化的概念：（ P58 ） ?钝化理论：（ P62 ）
二是两种金属的析出电位应充分接近或相等
? 实现金属共沉积的措施：
①选择金属离子合适的价态； ②改变镀液中金属离子的浓度； ③采用络合剂；
④采用添加剂
第二节 合金电镀、复合电镀 及其他特殊电镀技术
二、复合电镀：
? 定义：用电镀方法使固体微粒与金属共沉积，从而在基体上获得 基质金属上弥散分布微粒结构的复合镀层
应还原成金属原子并在阴极上进行金属沉积的过程 ▲完成这个电沉积过程须经过下面三个步骤来进行：
电沉积过程
阴极金属 离子被消耗
液相传质
溶液中离子 阴极转移
离子在电极
表面转化 电化学反应
离子放电生 成金属原子
金属原子扩 散到结晶点
电结晶
排列成晶格 形成镀层
? 速度最慢的一个被称为整个沉积过程的控制环节 ? 每个过程对电镀的影响是不同的
第三节 点石成金的电刷镀
? 电刷镀基本原理
? 将处理好的工件与专用的 直流电源的负极连接作为 阴极，镀笔与电源的正极 连接作为阳极，电刷镀时， 使棉花包套中浸满电镀液 的镀笔以一定的相对运动 速度及适当的压力在被镀 工件表面上移动，在镀笔 与被镀工件接触的部分， 镀液中的金属离子在电场 力的作用下扩散到工件表 面，在表面获得电子被还 原成金属原子而沉积在工 件表面形成镀层。
⑤缺点是镀层厚度不够均匀，工艺实施存在一些困难。
? 机理：
——复合电沉积是一个复杂的过程，在这过程中，金属离子的析出、镀 层的成长和分散粒子向阴极表面的吸附是同时进行的。
第二节 合金电镀、复合电镀 及其他特殊电镀技术
三、其他特殊电镀技术
? 非晶态电镀 ? 脉冲电镀 ? 激光电镀 ? 闪镀 ? 机械电镀 ? 多层电镀 ? 非金属电镀
第一节 电镀基本知识
影响镀层质量的因素
主盐浓度
浓度提高，晶核形成速度 降低 ，形成粗大结晶镀层
镀液 组成 的
影响
附加盐 添加剂
浓度改善镀液的导电性 有利于形成细晶镀层
显著改善镀层的某些性能 选择性加入影响镀层质量
杂质
杂质的来源比较复杂 影响也比较复杂
第一节 电镀基本知识
PH 值Βιβλιοθήκη Baidu
最佳的pH 值往往要通过试验决定
表面着色如何实现呢？
第一节 电镀基本知识
电镀基本知识
?电镀概念（教材P69）
——电镀是指在外电流作用下，电解质水溶液中的 金属离子迁移到作为阴极的被镀基体金属表面，发 生氧化还原反应并沉积形成镀层的一种表面工程技 术。
?理解电镀要把握这么几点：
①电镀是金属电沉积形成涂层 的技术之一； ②要有 外加电流 ，从而能够发生氧化还原反应，这是
液或熔盐镀液 。
① 主盐：指能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐类
▼有单盐（镀层粗燥）和络盐（ 结晶细致镀层 ）
② 附加盐：也称为导电盐，是电镀液中除主盐以外的
某些碱金属或碱土金属盐类 ▼主要作用是提高电镀液的 导电性，有的还略微 提 高阴极极化 ，改善镀层质量
第一节 电镀基本知识
③ 缓冲剂：一般由弱酸和弱酸盐或弱碱和弱碱盐
第一节 电镀基本知识
?电镀反应（学过？）
▲电镀反应包括两部分电化学反应： 阴极和阳极
?电极电位和极化（学过？）
▲平衡电极电位（ 双电层结构图） 通电后 电极极化 ▲电化学极化、浓差极化过电位 和溶液的欧姆电压降
?金属的电沉积过程和共沉积
▲电镀包含的主要过程就是金属的电沉积过程 ▲指镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反
电镀工 艺规范 对镀层 质量的
影响
电流密度 电流波形
温度 搅拌
大小要合适
通过阴极电位和电流密度的变化 来影响阴极沉积过程
合理提高镀液温度利于提高质量
提高镀层质量
基体金属 材料本身结合、镀前加工状况
其它因素 其他机械的、电学的、几何因素
第一节 电镀基本知识
电镀的分类
电镀
金属 电沉积方式
电镀 装置
镀电属金单 镀电金合 镀电合复 镀槽 镀滚 镀刷 镀电性护防 镀电性磨耐 镀电性饰装 镀电性削切 镀电性能功 镀电态晶非 镀电冲脉 镀电属金非
必要条件之一； ③在电解质溶液中 进行，这也是进行电镀的必要条件
之一； ④目的是在工间表面 获得一层薄镀层 来改变材料表面
的特性，提高耐蚀性、耐磨性、装饰性等功能。
第一节 电镀基本知识
? 电镀液的组成和作用 ——电镀液一般由 主盐、附加盐、缓冲剂、阳极活
化剂和添加剂 组成。
——电镀液大多是 水溶液，特殊情况下使用 有机溶
电镀饰物和设备
镀金
电镀纽扣 镀银
手机外壳电镀 生产线
八工位电镀槽
电镀用钛阳极
什么是电镀？电镀液成分？电沉积过程如何？影响镀层质 量的因素有哪些？对五花八门的电镀工艺了解多少？
电刷镀和化学镀
对电刷镀了解多少知识？ 电刷镀的是如何工作的？ 电刷镀有什么特点？ 电刷镀应用价值大不大？ 化学镀是如何实现的？ 化学镀都应用在哪里？
镀层 功能
其他 特殊电镀
第二节 合金电镀、复合电镀 及其他特殊电镀技术
一、合金电镀：
? 合金电镀的特点：
①合金共沉积的过程比单金属电镀复杂 ②合金镀层具有许多单金属镀层所不具备的特殊性能
③具有与热熔法制备的合金所不具备的特点
? 合金电镀（即金属共沉积）的基本条件：
对单金属来说，金属离子在溶液中达到沉积电位就可以在阴极还原析出 一是两种金属中至少有一种金属能单独从其盐类的水溶液中沉积出来
组成的用来 稳定溶液酸碱度 的物质，能使溶液在 遇到酸或碱时，溶液的 PH 值变化幅度缩小。
④ 阳极活化剂：是镀液中能 促进阳极活化 的物质，
它能提高阳极开始钝化的电流密度，从而保证阳 极不容易被钝化，使阳极处于活化状态而能正常 地溶解。
⑤ 添加剂：是为了改善电镀溶液性能和镀层质量 ，
在电镀液中加入的少量有机物。 ★各种电镀液对添加剂的使用是有选择性的，往 往通过实验来确定。
? 特点：
①复合镀层综合了其组成相的优点；
②镀覆材料广泛，同一种基质金属可沉积一种或数种性质各异的固体微 粒，同一种固体微粒也可沉积在不同的基质金属中；
③加工过程不需要高温，可制取有机材料和金属组成的复合镀层，且工 件不易变形；
④可沿用原来的电镀装置，方便又经济，可降低基体材料成本，节省大 量贵金属；