电镀工艺学

第一章序论

1.概念

电镀：用电化学的方法在固体表面上沉积一层金属、合金或复合材料的过程。

电铸：通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品(能将铸模和金属沉积物分开)的过程。

阴极涂层

阳极涂层

电流效率

2.电镀电源的特点，电镀装置示意图

A－直流电流表；B－电镀槽；C－直流电压表

E－直流电源；R－可变电阻；1－阳极；2－阴极

3.镀层的标识方法及含义

PL/Ep•Cu10bNi15bCr0.3

表示：塑料基体，电镀光亮铜10μm以上，光亮镍15μm以上，普通铬0.3μm以上

4.镀层按用途分类（防护性镀层、防护-装饰性镀层、功能性镀层）

按电化学性质分类（阳极性镀层、阴极性镀层）

5.电镀基本计算——电化学当量K、电镀时间、电沉积速度、电镀

层厚度、电流效率等计算公式

定律：电流通过电解质溶液时，在电极上析出/溶解的物质的质量W与通过的电量Q成正比

W＝kQ=kIt，(k为电化当量k=W/Q)

注：M n＋＋ne→M

生成1 mol金属M所需的电量为：

n×6.02×1023×1.6×10－19＝n×96500C=n×26.8A·h

单位为：g/C

单位为：g/(A·h)

6.电流效率的测定装置、测定方法、电流效率的计算

阴极电流效率的测定

2)电流效率测定要求

•待测镀槽与库仑计串联；

•整个系统无漏电的现象；

•电极析出物全部收集无损失。

3)待测镀槽电流效率的计算

100%

1.186

100%

186

.1

'

'

'

'

⨯

⋅

=

⨯

=

Cu

Cu

k

m

k

m

k

m

m

待测

待测

η

7.电镀的发展方向（清洁、功能）

第二章电镀电极过程

1.概念

双电层微分电容：

在金属-溶液界面存在双电层，如果把电极-溶液界面看成一个电容器，将很小的电量d q引到电极上，则溶液中必有电量绝对值相同的异号离子出现，它引起的电极电位变化为dψ，其中Cd＝d q/dψ 。

电毛细曲线

极化度：的比值

析出电位：使金属在阴极开始镀出的最正电位，称为它的“析出电位”

烧焦：

当阴极区达到极限电流时，由于预镀离子的极度缺乏，此时H+放电致使大量析氢，阴极区急速碱化，此时镀层中有大量氢氧化物夹杂，形成粗糙多孔的海绵状的电镀层。这种现象在电镀工艺中称为~~ 。

极化：电流通过电极时，电极电位偏离其平衡电极电位的现象。

极化曲线

焦磷酸盐镀铜溶液的阴极极化曲线

镀镍溶液阳极氧化曲线

2. 电极与溶液界面性质的相关理论研究方法

界面的张力——电毛细曲线法 )d d (

ϕσ-=q

界面的微分电容——微分电容法

ϕd dq Cd =

3.

极化曲线的测量方法 4.

、极化曲线在电镀生产中的意义、如何分析极化曲线 1)

评价生产中 看曲线走势 2)

不同组分/不同组分含量 3)

温度、pH 、搅拌 4) 分析合金电镀（哪种有优势、共沉积）

恒电流法 ：控制电流密度使其依次恒定在不同的数值。同时测定相

应的稳定电极电位值

恒电位法 ：将研究电极电位依次恒定在不同数值下，而测量相应的

稳态电流值 。

5. 如何获得微晶沉积层

6. 电镀阳极的分类、如何利用和防止金属的钝化？影响阳极过程的因素？（结合电镀生产）不同镀层中阳极的选择是什么（铜、锌、

镍、铬、锡、仿金等）

如何防止阳极钝化：掌握好阴、阳极面积比与电流密度；经常洗刷阳极；

搅拌电解液；添加阳极活化剂

利用钝化：不溶性的阳极、转化膜处理-

7. 利用场式方程和李普曼公式如何分析润湿角的问题、气泡、油污的去除、电解除油中的应用问题

根据李普曼公式，分析电极电位的变化对电极与镀液间界面张力的影响，根

据杨氏方程，判断润湿角变化对气泡的附着力的影响

θ角称为润湿接触角。θ越小，溶液对电极润湿性越强。

当ψ偏离ψ(o)而不断变化时，

σ

将减小，(σαγ-σαβ)增大，接触角θ不断变小，气泡越圆，电解液对电极αβ

的润湿性因而提高，当θ接近于零时，达到完全润湿，溶

把气泡从电极表面挤走。

8.镀液中有机杂质和金属杂质如何去除？结合电镀生产实例分析。

（氰化、亚铁、酸锡、酸铜、酸镍）

简化沉淀法

硫化沉淀法

电解法

置换法

9.金属活动顺序表在电镀生产中的应用

第三章影响镀层阻滞剂分布的因素

1.概念

主盐：

规律:稀溶液的阴极极化>浓溶液阴极极化对单盐镀Cu, Zn, Cd, Sn, Pb等比较明显，通过稀释镀液改善镀层组织。

导电盐，作用：提高镀液的导电性；降低槽压，节能.

提高阴极极化（离子强度）；

改善镀液的分散能力。

络合剂，作用：稳定镀液；促进阳极正常溶解；增大阴极极化。

添加剂，无机添加剂：多数采用硫、硒、铅、铋、锑及稀土等金属化合物。

有机添加剂：用量小，成本低，效果显著。但易夹杂沉积层中，使镀层

脆性增大，并使其他物理化学性质发生改变。

有机添加剂增强阴极极化作用的解释：

封闭效应：反应的电极表面减小。

穿透效应：电极反应速度受阻。