金属的化学和电化学蚀刻加工及抛光
金属表面处理的原理
金属表面处理的原理
金属表面处理的原理是通过一系列物理、化学或电化学的方法，改变金属表面的性质和外观，以达到提高金属的耐腐蚀性、抗磨损性、附着力、装饰效果等目的。
以下是常见的金属表面处理方法及其原理：
1. 酸洗：将金属置于酸溶液中进行处理。
酸洗可以去除金属表面的氧化物、锈蚀物等杂质，恢复金属的光洁度。
其原理是酸液与金属表面产生化学反应，将不洁物质溶解或转化为易于清除的物质。
2. 电镀：通过在金属表面上电沉积一层金属或合金，形成一种保护层。
电镀可以提高金属的耐腐蚀性和外观，同时还可以增加金属的硬度和附着力。
其原理是利用电化学的作用，在金属表面形成阳极和阴极反应，使金属离子在阴极上还原为金属沉积。
3. 热处理：将金属加热到一定温度，然后进行急冷或缓冷处理。
热处理可以改变金属的晶体结构、组织性能和机械性能。
例如，淬火可以提高钢的硬度和强度，回火可以减少金属的脆性。
4. 喷涂：利用喷枪将涂料或粉末涂覆在金属表面。
喷涂可以提供金属表面的保护层，具有抗腐蚀、耐磨损、绝缘等功能。
其原理是喷涂材料在高速喷射时形成均匀的涂层，然后通过固化形成保护膜。
5. 化学蚀刻：通过在金属表面涂覆一层保护性涂料，然后用化
学溶液腐蚀金属表面，形成图案或文字。
化学蚀刻可以提高金属表面的装饰性和标识性。
其原理是保护涂料可以抵抗化学溶液的腐蚀，而未被涂料保护的金属则被腐蚀掉。
化学技术在金属表面处理中的关键应用技巧
化学技术在金属表面处理中的关键应用技巧金属表面处理是一项非常重要的工艺，它可以改善金属的表面性能，延长金属的使用寿命，并为后续的加工和装配提供良好的基础。
在金属表面处理中，化学技术的应用发挥着关键作用。
本文将探讨几种化学技术在金属表面处理中的关键应用技巧，旨在为相关领域的研究和实践提供一些有益的指导。
一、电化学抛光技术电化学抛光是一种通过电解方法去除金属表面的氧化膜和杂质的技术。
其关键技巧在于选择合适的抛光液和合适的抛光参数。
抛光液的选择应基于金属类型和表面状态，适当的浓度和PH值可以提高抛光效果。
抛光参数的选择应考虑到抛光的速度和效果之间的平衡，过高的电流密度和过长的抛光时间都可能导致金属表面的损伤。
因此，在实际应用中，需要进行一系列的试验来确定最佳的抛光参数。
二、化学成膜技术化学成膜是一种通过在金属表面生成一层薄膜来改变金属表面性能的技术。
常用的化学成膜方法包括化学氧化、化学镀、化学沉积等。
在进行化学成膜时，关键技巧在于选择合适的成膜剂和控制成膜的条件。
成膜剂的选择应基于金属类型和预期的膜性能，适当的温度和时间可以影响膜的厚度和致密性。
值得注意的是，不同金属的化学成膜技术会有差异，因此需要根据具体情况进行优化和调整。
三、化学清洗技术化学清洗是一种通过化学方法去除金属表面的油污、铁锈、氧化物等杂质的技术。
其关键技巧在于选择合适的清洗剂和控制清洗条件。
清洗剂的选择应基于污染物的性质和金属的类型，适当的浓度和温度可以提高清洗效果。
此外，清洗时需要注意避免反应副产物的生成和金属表面的腐蚀，因此，清洗剂的选择和表面处理的顺序也需要进行合理的规划。
四、化学腐蚀技术化学腐蚀是一种通过化学方法使金属表面产生微观凹陷或粗糙度提高的技术。
其关键技巧在于选择合适的腐蚀剂和控制腐蚀条件。
腐蚀剂的选择应基于金属的类型和需要的腐蚀深度和形貌，适当的温度和时间可以影响腐蚀速度和腐蚀均匀性。
此外，腐蚀表面的后续处理也需要进行合理的规划，以保证腐蚀后的金属表面性能和外观质量。
标牌蚀刻工艺
标牌蚀刻工艺是一种常见的金属表面处理技术，主要应用于标牌、标识、商标等产品的制作过程中。
其基本原理是利用化学或物理方法将金属表面的部分材料去除，从而形成所需的文字、图案或图形等。
常见的标牌蚀刻工艺包括：
1.化学蚀刻：使用化学蚀刻剂对金属表面进行处理，使其部分材料被去除。
化学蚀刻剂通常是一种酸性或碱性溶液，通过与金属表面的金属离子反应，去除部分金属材料，形成所需的文字、图案或图形等。
2.激光蚀刻：利用激光束对金属表面进行处理，使其部分材料被去除。
激光蚀刻具有高精度、高速度、高效率等优点，适用于复杂形状和细小文字的制作。
3.电化学蚀刻：通过在金属表面施加电压，使其部分材料发生氧化或还原反应，从而去除部分金属材料。
电化学蚀刻适用于金属材料表面的精细加工和高质量蚀刻。
标牌蚀刻工艺具有制作速度快、效果好、成本低等优点，被广泛应用于各种标牌、标识、商标等产品的制作中。
化学蚀刻技术课件
无误。
穿戴防护用品
02
操作人员必须穿戴防护眼镜、实验服、化学防护手套等防护用
品，防止化学试剂溅到身上。
保持通风
03
在操作过程中，要保持实验室通风良好，避免有害气体在室内
积聚。
废液处理与环保要求
废液分类处理
根据废液的性质和成分，将其进行分类存放和处理，避免混合后 产生有毒有害气体或发生危险。
废液回收利用
蚀刻处理
选择合适的蚀刻液
根据基材的特性和工艺要 求选择合适的蚀刻液，确 保其具有较高的蚀刻速率 和选择性。
控制蚀刻条件
控制蚀刻液的浓度、温度、 PH值等条件，以确保蚀刻 过程的稳定性和精度。
蚀刻方式
采用浸泡、喷淋、刷涂等 方式进行蚀刻处理，确保 基材表面被均匀蚀刻。
去胶与清洗
去胶
去除抗蚀剂掩膜，将其彻底清洗干净，以便后续处理。
化学蚀刻技术课件
• 化学蚀刻技术概述 • 化学蚀刻技术的基本原理 • 化学蚀刻技术的工艺流程 • 化学蚀刻技术的材料选择 • 化学蚀刻技术的质量控制 • 化学蚀刻技术的安全与环保
01
化学蚀刻技术概述
定义与特点
定义
化学蚀刻技术是一种利 用化学反应将材料进行 选择性溶解或去除的工
艺过程。
高精度
能够实现高精度的图形 转移，满足微细加工的
总结词：性能测试
详细描述：在化学蚀刻过程中，抗蚀 剂的性能至关重要。通过性能测试， 如耐酸性、耐碱性、耐温度性等，可 以评估抗蚀剂的适用性和稳定性。
抗蚀剂的性能检测与控制
总结词：成分分析
VS
详细描述：对抗蚀剂进行成分分析， 了解其化学成分和浓度，有助于优化 配方和工艺参数。同时，成分分析还 可以及时发现潜在的问题和失效模式。
金属蚀刻工艺及实例
金属蚀刻工艺是一种精细的金属加工技术，它通过化学或电化学的方法将金属表面上的部分材料进行溶解去除，以达到制造出特定的图案或文字的目的。
这种工艺广泛应用于电子、航空、医疗、珠宝等领域。
在蚀刻工艺中，首先需要对金属表面进行预处理，包括清洗、抛光等操作，以确保表面干净且具有足够的附着力。
然后，使用蚀刻剂或电解液对金属表面进行腐蚀或电解，以达到所需的图案或文字效果。
具体的蚀刻工艺流程可以因材料、工艺要求等因素而有所不同。
例如，对于不锈钢等不易被腐蚀的金属，可以采用反应离子蚀刻或等离子蚀刻等高级工艺。
而对于铜、铝等易被腐蚀的金属，可以采用化学蚀刻或电化学蚀刻等工艺。
在蚀刻过程中，需要注意控制蚀刻速度和深度，以及保持工艺稳定性和重复性。
同时，还需要注意安全问题，因为蚀刻剂多为酸碱溶液，具有一定的腐蚀性和毒性，需要采取相应的防护措施。
总之，金属蚀刻工艺是一种精细且实用的金属加工技术，它可以制造出高精度、高质量的金属制品，广泛应用于各种领域中。
铝材的化学抛光及电化学抛光
铝材的化学抛光及电化学抛光一般工程应用的变形铝合金材料或建筑铝型材，其加工成型后的半成品，一般是可以直接进入阳极氧化生产线进行阳极氧化的。
所获得的阳极氧化膜在许多工程应用上表现出了良好的防护性能，起表面基本上能够达到均匀一致的外观要求。
机械抛光后的铝工件，若直接进行阳极氧化处理，只能获得平滑的阳极氧化膜，还不能得到高反射率的膜层。
化学抛光或电化学抛光作为高级精饰处理方法，能去除铝制品表面较轻微的模具痕和擦划伤条纹，去除机械抛光中可能形成的摩擦条纹、热变形层、氧化膜层等，使粗糙的表面趋于光滑而获得近似镜面光亮的表面，提高了铝制品的装饰效果（如反射性能、光亮度等），并可以赋予更高的商业附加值，极大地满足了消费市场对具有光亮表面的铝制品要求。
因此，对于需要表面平整、均匀又光亮等特殊外观要求的阳极氧化膜，则需要预先进行化学抛光或者电化学抛光。
化学抛光和电化学抛光与机械抛光一样，是制备高精饰光亮铝制品表面处理过程中不可或缺的表面预处理技术，某些情形下可以作为最终的精饰手段。
化学抛光和电化学抛光可以使特殊铝材获得非常光亮的表面，但是从抛光原理上看，化学抛光（及电化学抛光）与机械抛光却有着本质的区别。
机械抛光是利用物理手段通过切削与研磨等作用使铝材表面发生塑性形变，使得表面的凸部向凹部填平，从而使铝材表面粗糙度减小、变得平滑，改善了铝材的表面粗糙度，从而使其表面平滑或光亮。
但是机械抛光会引起金属表面结晶的破坏、变质而产生塑性变形层，以及因局部加热而产生组织变化层。
化学抛光是一种在特殊条件的化学腐蚀，它是通过控制铝材表面选择性的溶解，使铝材表面微观凸出部位较其他凹洼部位优先溶解，而达到表面平整和光亮的目的。
电化学抛光又称电解抛光，其原理与化学抛光相似，也是依靠选择性溶解铝材表面表面微小凸出部分而达到平整光滑。
铝材作为阳极浸入到配制好的电解溶液中，以耐腐蚀而且导电性能良好的材料作为阴极，根据电化学尖端放电原理，通电后铝材表面微小凸出部位优先溶解，与此同时溶解产物与表面的电解液形成高电阻的粘稠性液膜层，微小凸出部位膜层浇薄，其电阻较小，从而继续保持优先溶解。
铜及铜合金化学及电化学抛光
铜及铜合金化学及电化学抛光：化学抛光(1)普通型化学抛光溶液配方及工艺规范见表1。
(2)清洁型化学抛光溶液①工艺流程。
上夹具一超声波脱脂一热水洗一三级逆流漂洗一除膜一化学抛光一流动水洗一无铬钝化一流动水洗一封闭干燥一成品下架。
②清洁型化学抛光溶液配方及工艺规范硫酸(H2S04)450mL／L表1铜及铜合金化学抛光工艺规范配方工艺规范12345硫酸(H2S04，密度1.84g／mL)／(mL／L)250～280400～500硝酸(HN03，密度1.50g／mL，质量分数)／％40～50 mL／L106～829.5～6.440～60g／L磷酸(H3P04，密度1.70g／mL，质量分数)／％5440～5070.5～95.6冰醋酸(CH3CO OH)／％3035～45铬酐(Cr03)／(g／L)180～200盐酸(HCl，密度1.19g／mL)／(mL／L)3尿素／(g／L)40～60明胶／(g／L)1～2聚乙二醇／(g／L)1～2温度／℃20～4055～6540～6025～45<40时间／min0.2～33～53～101～215～30s用途适用于比较精密度高的制品适用于钢及黄铜制品适用于铜和黄铜制品，降低温度至20℃，可抛光白铜制品适用于铜铁组合制品适用于黄铜制品添加剂70mL／LO P乳化剂1．0mL／L温度40℃时间l5s③抛光液各成分对抛光质量的影响a·硫酸。
主要作用是溶解剥离铜及其合金表面的氧化膜，与抛光添加剂A配合使用，可起到光亮整平作用。
硫酸浓度高时，抛光速度快，表面光亮度好。
但浓度过高时，抛光效果会变差。
硫酸浓度低时，抛光速度慢，光亮度差。
b·抛光添加剂。
抛光添加剂分为A、B两组分。
A为添加剂，B为调整剂。
添加剂A是抛光液的主要组成部分，能起到促进反应速度和提高光亮度的作用。
添加剂A含量高时，抛光速度快，光亮度好，但含量再高时，无明显作用。
含量低时，抛光速度慢，抛光表面达不到镜面光泽。
金、银等六种金属的电解抛光和化学抛光
其它金属的电解抛光和化学抛光
（一）银
纯银可以用镀银层的浸亮溶液进行化学抛光，也可以在含氰化钠20～30g/L、过氧化氢（30%）70～80mL/L的混合溶液中，于室温下进行化学抛光。
抛光时应轻轻地抖动零件，到气体开始析出时，取出零件，经水洗后，浸入含氰化钠35～40g/L 的溶液中，随即重新浸入抛光槽，如此反复，直到获得光亮的表面。
（二）金
金及其合金可以在以下溶液中进行化学抛光：
盐酸 80mL/L
硫脲 80g/L
甘油 60mL/L
海鸥洗净剂 100mL/L
温度 30～40℃
时间 1～5min
（三）钛
钛和某些钛合金可以在以下溶液中进行化学抛光：
氟化氢铵 100g/L
硝酸 400mL/L
氟硅酸 30%～31%
水余量 200mL/L
温度 20～26℃
（四）锌和镉
锌和镉可以用以下溶液中的一个进行化学抛光：
1.铬酐 100～150g/L
硫酸（密度1.84） 2～4 g/L
温度室温
时间 0.2～1min
2.铬酐 200～250 g/L
硝酸 60～100 g/L
硫酸 3～4mL/L
温度室温
时间 0.2～0.5min
3.铬酐 200～500 g/L
添加剂 80～120 mL/L
（其中氢氟酸62%，硫酸3%，硝酸35%，表面活性剂活量）适用于锌合金压铸件的化学抛光。
（五）钨
钨可以在10%～12%的氢氧化钠溶液中于室温下，进行电解抛光，阳极电流密度3～6A/dm2，时间10～30min。
电解加工工艺介绍
电解加工工艺介绍电解加工是一种利用电化学原理和方法进行金属加工的技术，通过在电解液中施加电压和电流，使金属在电解液中溶解和析出，从而实现形状复杂、精度高的金属加工。
电解加工具有高效、精密、灵活等特点，广泛应用于汽车、航空航天、电子、光学等领域。
电解蚀刻是电解加工的一种主要工艺，其原理是通过在阳、阴极之间施加直流电源，使阳极上的金属以离子的形式溶解到电解液中，在阴极上产生过多的电子，金属离子在电解液中重新析出，从而实现蚀刻工艺。
电解蚀刻具有加工速度快、加工精度高、表面质量好等优点，可以加工出细小、复杂的形状，广泛应用于模具制造、微加工等领域。
电解修抛是一种改进传统机械抛光的方法，根据材料的特性选择适当的电解液，通过阳、阴极之间的电解作用，使阳极上的金属溶解到电解液中，再析出在阴极上，实现对金属表面的修抛。
电解修抛可以大大提高表面质量，去除缺陷和氧化层，使表面光洁度和平整度达到要求，广泛应用于精密光学、电子器件等领域。
电解金刚石研磨是一种利用电解加工原理与金刚石研磨技术相结合的加工方法。
通过施加电流和电压，在研磨过程中形成微触电等离子体，使金刚石微粉起到研磨作用。
电解金刚石研磨具有高效、高精度、低热变形等优点，广泛应用于硬质合金、光学玻璃等材料的研磨加工。
电解加工工艺在实际应用中需要选择合适的电解液，调节电参数以及加工工艺，以实现要求的加工效果。
常用的电解液包括硫酸铜、硫酸锌、硫酸铁、硝酸铜等，不同电解液适用于不同材料的加工。
电参数包括电流、电压、电解时间等，需要根据具体情况进行调节。
加工工艺包括阳、阴极形状、电流分布、电解皮肤效应等，对加工效果有重要影响。
电解加工工艺有一定的局限性，例如只适用于导电材料的加工，对于非导电材料需要进行预处理；加工速度较慢，需要较长的加工时间；加工后需要进行清洗处理等。
随着科学技术的不断发展，电解加工工艺将继续得到改进与提高，实现更高效、更精密的加工效果。
金属的各种表面处理
金属的各种表面处理文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]一、阳极氧化阳极氧化：主要是铝的阳极氧化，是利用电化学原理，在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3（氧化铝）膜。
这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。
技术难点及改善关键点：阳极氧化的良率水平关系到最终产品的成本，提升氧化良率的重点在于适合的氧化剂用量、适合的温度及电流密度，这需要结构件厂商在生产过程中不断探索，寻求突破。
二、电泳 ( ED-Electrophoresis deposition )电泳：用于不锈钢、铝合金等，可使产品呈现各种颜色，并保持金属光泽，同时增强表面性能，具有较好的防腐性能。
工艺流程：前处理→电泳→烘干技术特点:优点：1、颜色丰富；2、无金属质感，可配合喷砂、抛光、拉丝等；3、液体环境中加工，可实现复杂结构的表面处理；4、工艺成熟、可量产。
缺点：掩盖缺陷能力一般，压铸件做电泳对前处理要求较高。
三、微弧氧化 (MAO)微弧氧化：在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。
工艺流程：前处理→热水洗→ MAO →烘干技术特点：优点：1、陶瓷质感，外观暗哑，没有高光产品，手感细腻，防指纹；2、基材广泛：Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其合金等；3、前处理简单，产品耐腐蚀性、耐候性极佳，散热性能佳。
缺点：目前颜色受限制，只有黑色、灰色等较成熟，鲜艳颜色目前难以实现；成本主要受高耗电影响，是表面处理中成本最高的其中之一。
四、PVD真空镀物理气相沉积（Physical vapor deposition，PVD）：是一种工业制造上的工艺，是主要利用物理过程来沉积薄膜的技术。
工艺流程:PVD前清洗→进炉抽真空→洗靶及离子清洗→镀膜→镀膜结束，冷却出炉→后处理（抛光、AFP）技术特点:PVD（Physical Vapor Deposition,物理气相沉积) 可以在金属表面镀覆高硬镀、高耐磨性的金属陶瓷装饰镀层五、电镀 (Electroplating)电镀：是利用电解作用使金属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的一种技术。
不锈钢表面常见的表面处理工艺
不锈钢表面常见的表面处理工艺不锈钢表面处理工艺是指对不锈钢表面进行加工处理，以改善其表面质量和性能。
不锈钢表面处理工艺主要包括机械处理、化学处理和电化学处理三种。
一、机械处理机械处理是指通过机械力对不锈钢表面进行加工处理，以改善其表面质量和性能。
机械处理主要包括抛光、研磨、刷光等。
1. 抛光抛光是指通过机械力和磨料对不锈钢表面进行加工处理，使其表面光洁度提高，达到一定的光泽度。
抛光分为手工抛光和机械抛光两种。
手工抛光适用于小面积和复杂形状的不锈钢表面处理，机械抛光适用于大面积和简单形状的不锈钢表面处理。
2. 研磨研磨是指通过机械力和磨料对不锈钢表面进行加工处理，使其表面粗糙度降低，达到一定的光洁度。
研磨分为粗磨、中磨和细磨三种。
粗磨适用于去除不锈钢表面的氧化皮和毛刺，中磨适用于去除表面的划痕和凹坑，细磨适用于提高表面的光洁度。
3. 刷光刷光是指通过机械力和刷子对不锈钢表面进行加工处理，使其表面产生一定的纹理和光泽度。
刷光分为直线刷光和交叉刷光两种。
直线刷光适用于产生直线纹理，交叉刷光适用于产生交叉纹理。
二、化学处理化学处理是指通过化学反应对不锈钢表面进行加工处理，以改善其表面质量和性能。
化学处理主要包括酸洗、碱洗、电化学蚀刻等。
1. 酸洗酸洗是指通过酸性溶液对不锈钢表面进行加工处理，去除表面的氧化皮和污垢，提高表面的光洁度和耐腐蚀性。
酸洗分为浸泡酸洗和喷淋酸洗两种。
浸泡酸洗适用于小面积和复杂形状的不锈钢表面处理，喷淋酸洗适用于大面积和简单形状的不锈钢表面处理。
2. 碱洗碱洗是指通过碱性溶液对不锈钢表面进行加工处理，去除表面的油脂和污垢，提高表面的光洁度和耐腐蚀性。
碱洗分为浸泡碱洗和喷淋碱洗两种。
浸泡碱洗适用于小面积和复杂形状的不锈钢表面处理，喷淋碱洗适用于大面积和简单形状的不锈钢表面处理。
3. 电化学蚀刻电化学蚀刻是指通过电化学反应对不锈钢表面进行加工处理，产生一定的纹理和光泽度。
电化学蚀刻分为阳极蚀刻和阴极蚀刻两种。
电化学抛光技术及其在金属合金表面抛光中的运用
电化学抛光技术及其在金属合金中表面抛光的运用电化学抛光技术及其在金属合金中表面抛光的运用摘要：本文通过查阅和总结电化学抛光技术的相关文献，介绍了电化学抛光技术的原理，阐述电化学的复合抛光技术和其在主要金属及其合金上的表面抛光处理的运用，并展望了电化学抛光的展望。
关键词：电化学抛光；复合抛光；金属；表面抛光Electrochemical polishing technology and its application in the surface polishing of metal alloysAbstract：Through reading and summarizing electrochemical polishing technology related literatures, this paper introduces the principle of electrochemical polishing technology, expounds the electrochemical combination polishing technology and its application in surface polishing of main metals and their alloys, and also expresses the prospect of electrochemical polishing.Key words：electrochemical polishing technology；combination polishing；metal alloy；surface polishing引言在生产中，我们经常需要对于一些材料进行表面加工，从传统的金属冶炼业的金属抛光到现代的硅芯片的表面封装，这些都离不开电化学技术。
而其中的金属表面抛光常用的技术就是电化学抛光。
电化学抛光是指在一定电解液中金属工件的阳极溶解,从而使其表面粗糙度下降、光亮度提高,并产生一定金属光泽的表面光整技术[1]。
金属表面怎么处理光滑【大全】
一、可以用下列方法使金属表面光滑：电泳、微弧氧化、电镀、拉丝、喷砂、抛光。
（限于篇幅，仅从原理分析，不涉及具体工艺流程）二、金属表面处理的方法有：阳极氧化、电泳、微弧氧化、电镀、粉末喷涂、拉丝、喷砂、抛光、蚀刻。
三、原理解析1.阳极氧化：主要是铝的阳极氧化，是利用电化学原理，在铝和铝合金的表面生成一层Al2O3（氧化铝）膜。
这层氧化膜具有防护性、装饰性、绝缘性、耐磨性等特殊特性。
2.电泳：用于不锈钢、铝合金等，可使产品呈现各种颜色，并保持金属光泽，同时增强表面性能，具有较好的防腐性能。
3.微弧氧化：在电解质溶液中（一般是弱碱性溶液）施加高电压生成陶瓷化表面膜层的过程，该过程是物理放电与电化学氧化协同作用的结果。
特点：陶瓷质感，外观暗哑，没有高光产品，手感细腻，防指纹；基材广泛：Al, Ti, Zn, Zr, Mg, Nb, 及其合金等；前处理简单，产品耐腐蚀性、耐候性极佳，散热性能佳。
4.电镀：是利用电解作用使金属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的一种技术。
5.粉末喷涂：是用喷粉设备（静电喷塑机）把粉末涂料喷涂到工件的表面，在静电作用下，粉末会均匀的吸附于工件表面，形成粉状的涂层；粉状涂层经过高温烘烤流平固化，变成效果各异（粉末涂料的不同种类效果）的最终涂层。
6.拉丝：是通过研磨产品在工件表面形成线纹，起到装饰效果的一种表面处理手段。
拉丝处理可使金属表面获得非镜面般金属光泽，同时拉丝处理也可以消除金属表面细微的瑕疵。
7.喷砂:是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料高速喷射到需处理工件表面，使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，获得一定的清洁度和不同的粗糙度的一种工艺。
特点：能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，消除了毛刺的危害，提高了工件的档次。
8.抛光：利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。
提高工件的尺寸精度或几何形状精度，得到光滑表面或镜面光泽，同时也可消除光泽。
常见几种金属的电化学抛光_王文忠
２ ０ １ ３年１ １月
电镀与环保
·５ 第３ 总第 １ ３ 卷第 ６ 期 （ ９ ４期） ３·
电流较小 ， 在金属溶 解 的 同 时 有 水 或 其 他 含 氧 离 子 放电 ， 有氧气析出 ， 此时有较好的抛光效果 。 当然电 流密度过高 、 阳 极 析 出 大 量 氧 气， 造成工件表面过 产生电化学过腐蚀 ， 也得不到良好的抛光效果 。 热， ２． ３ 温度的影响 在一 定 的 电 流 密 度 下 ， 升高温度可提高抛光速 率。但 温 度 过 高， 溶 液 的 黏 度 下 降， 对 流 作 用 加 强， 扩散速率加快 ， 阳 极 溶 解 快， 引 起 化 学 腐 蚀 严 重， 降 低抛光效果 。 温度低 ， 导电性差 ， 抛光速率慢 。 ２． ４ 时间的影响 时间要根据材质 、 工件表面的原始状态 、 电流密 度、 温度和电解 液 的 成 分 等 来 确 定 。 一 般 电 流 密 度 大、 温 度 高， 抛 光 时 间 可 短 一 些。若 反 复 抛 光 数 次， 每次都在规定时间范围内可得到较高的光亮度 。 ２． ５ 搅拌的影响 搅拌 可 使 工 件 表 面 的 镀 液 不 断 更 新 ， 使温度均 消除滞留在工件表面的气泡 ， 防止产生麻点和条 匀， 纹 。 搅拌可采用阳 极 移 动 ， 有平行往返式和上下移 动式两种 。
１ 电抛光的基本原理
（ 电抛光过程中 ， 工件表面发生如下反应 ： １）阳 （ 极金属发生电离 ， 以离子状态转移到溶液中 ； ２）工 （ ）气 态 氧 气 析 出 ； （ 件表面生成氧化膜 ； ３ ４）溶 液 中 的其他物质被氧化 ， 生成某种气体物质及其盐类 。 从阳 极 反 应 中 可 以 看 出 ： 电抛光时工件表面有 氧化膜生成而使其 表 面 钝 化 ， 但钝态的氧化膜在电 在整个抛光过程中氧 解液中不断溶解 。 也 就 是 说 ， — — 生成和溶解 。 从 化膜不间断地进行着两个过程 — 微观上来看 ， 工件表面凹凸很不均匀 ， 而且凸起处的 金属表面较凹洼处的活泼 。 再加上两处电流存在差 异， 凸起处的电流大 ， 表面溶液更新快 。 所有这些都 最终使工件表面趋于平整 促使凸起处的金属 溶 解 ， 并产生光泽 。 这种 氧 化 膜 理 论 认 为 ， 抛光是氧化膜 的不间断生成和溶解完成的 。 目前对于钢 铁 件 、 不 锈 钢 件、 铜 及 铜 合 金、 铝及 大都采用以磷酸为主 铝合金等金属的电 化 学 抛 光 ， 的抛光液 。 其机制有人认为是阳极电化学过程和金 即黏膜理 属表面形成的磷酸 盐 膜 共 同 作 用 的 结 果 ， 论 。 阳极溶解所产生的金属离子与抛光液中的磷酸
电化学原理在金属表面处理中的应用
电化学原理在金属表面处理中的应用车辆工程02班20132540 张博轩一、金属表面处理的应用金属的表面处理有两个方面，一方面是表面防护，是为防止将金属腐蚀而采用各种防护方法，常用的表面防护方法有表面涂层和表面转化膜工艺。
另一方面是金属的表面改性，也称表面优化，改变材料表面以及近表面的组分、结构与性质，从而获得传统冶金和表面层处理技术无法得到的心薄层材料，或者使传统材料具有更好的性能。
二、电镀的原理电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。
为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。
电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、光滑性、耐热性和表面美观。
电镀需要一个向电镀槽供电的低压大电流电源以及由电镀液、待镀零件(阴极)和阳极构成的电解装置。
其中电镀液成分视镀层不同而不同，但均含有提供金属离子的主盐，能络合主盐中金属离子形成络合物的络合剂，用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂，阳极活化剂和特殊添加物(如光亮剂、晶粒细化剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂和抑雾剂等)。
电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反应还原成金属原子，并在阴极上进行金属沉积的过程。
因此，这是一个包括液相传质、电化学反应和电结晶等步骤的金属电沉积过程。
在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接。
电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。
通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。
阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。
在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。
金属材料的腐蚀与防护
金属材料的腐蚀与防护在工业生产和日常生活中，金属材料扮演着不可替代的角色。
但是，它们也会因为环境因素、化学作用等原因而发生腐蚀，损害其机械性能和使用寿命，甚至影响人们的生命安全。
因此，了解金属材料的腐蚀过程和防护方法具有重要意义。
一、金属材料的腐蚀过程腐蚀是指金属材料在化学或电化学作用下，与环境中的物质发生反应，导致它的表面和内部结构发生不可逆的化学和物理变化，失去原有的功能和性能，最终导致材料的破坏。
腐蚀过程是复杂的，它受到多种因素的影响，包括金属的化学成分、物理状态、表面状态、环境因素等。
一般来说，腐蚀过程可以分为以下几个步骤：1.电化学反应：当金属材料暴露在潮湿的环境中时，发生了电化学反应。
金属表面被氧化，释放出电子，金属离子与电子形成离子完成电化学反应。
2.离子传递：金属被氧化成离子后，会从金属表面溶解进入环境中。
这些离子会在溶解溶液中扩散。
3.物质传递：与离子不同，扩散的分子需要通过相对稀薄的化学层来到达金属表面。
4.反应过程：化学反应发生在金属表面附近的化学小区。
5.物质生成：这些反应会发生物质生成，依照具体环境和材料而有所不同。
二、金属材料腐蚀的种类金属材料的腐蚀情况和作用环境有关，腐蚀种类有以下几种：1.常温常压下的氧化腐蚀：接触到空气、湿度和离子，金属的表面开始氧化并形成氧化物，会引起材料的凝覆和断裂。
2.化学腐蚀：当金属与化学介质如华盐、硫酸等相遇时，化学反应会导致金属的变化，造成分解和溶解，使材料的结构和性质发生变化。
3.微生物腐蚀：水中常常存在着多种微生物，在特定的条件下侵蚀金属。
4.蚀刻腐蚀：电解去除或清除金属表面异质物或表面上的细小缺陷。
三、金属材料腐蚀的防护方法1.选择合适的材料：高品质的金属材料在腐蚀环境下能够表现出不同的耐腐蚀性能，包括提供防腐保护的优良表面处理层、抗蚀材料的表面涂料和特殊的合金。
2.改进金属材料表面的情况：通过修改金属的表面特性来进行防腐。
如金属材料表面电镀、镀铬、喷涂等。
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金属的化学和电化学蚀刻加工及抛光
一、实验导言
金属材料和非金属材料各有不同的加工处理方法。
金属材料的加工成形和提高表面光洁度的方法很多，历史悠久的传统加工方法有：热加工，即将材料加热至熔融状态，放到模具里冷却成形；机械加工：在常温下，用车床、刨床、镗床、铣床以及冷扎等加工工具的机械能量，使被加工材料成形。
随着被加工材料组成、材质的变化，仅仅用传统加工方法已不能满足生产和科研的需要。
20世纪50年代以来，对材料的化学和电化学加工方法迅速发展起来。
化学加工是利用自发进行的氧化还原反应将电极电势低的金属氧化掉，保留下需要的部分成为产品。
这种加工方法又称为化学蚀刻。
之所以称为“蚀刻”，是因为其加工反应原理与金属腐蚀原理相同，也可以说是金属腐蚀原理在材料加工中的应用。
随着电讯技术的迅猛发展，电子器件的生产加工技术不断更新，越来越趋向于微型化、精密化，集成化，以至如在“微波水热合成法制备纳米材料”中所述：在分子和原子量级上加工器件已不足为奇。
不过截至目前，印刷电路板的制作工艺仍在沿用始于上世纪初的化学蚀刻方法。
电化学加工是利用电化学中电解的原理使非自发进行的氧化还原反应得以进行，而将金属加工成为需要的产品的。
这种加工方法又称为电化学蚀刻。
不锈钢是具有抵抗大气、酸、碱、盐等腐蚀作用的合金钢的总称。
在钢中添加元素铬，其含量达12％～13％以上，含量超过17％的不锈钢为耐酸钢。
典型不锈钢的化学成分为：1Crl8Ni9Ti。
不锈钢的强耐腐蚀性使得一般的化学加工对它来说不适宜。
因此常用电化学加工法。
化学蚀刻和电化学蚀刻二者的区别在于前者不必通电流，而后者需要外电源通电实现加工反应。
从加工速率来说，电化学加工来得快。
化学蚀刻和电化学蚀刻主要用于：各种难切削材料的加工(硬质合金、钛合金等)、各种复杂表面的加工(喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣等)、各种超精、光整及特殊要求的加工(航天、航空陀螺仪等)。
为了提高加工效率和质量，人们寻找更加有效的加工方法，还创造出了将化学或电化学加工与机械加工有机结合、同步进行的加工方法，例如，电解磨翻、电解珩磨等。
对材料进行化学和电化学加工前都需要采取措施将需要保留的部分覆盖住，对材料进行加工成型后，再将覆盖膜除掉。
加工的精度往往取决于覆盖的精度和各工艺参数。
用此法加工孔径为0．5 mm的均匀筛孔不成问题，而且加工精度很高。
机械、纺织、制糖业等使用的精致不锈钢制件，以及精美的不锈钢工
艺品等也都可以加工。
金属表面光洁度往往是衡量金属制件品质的重要技术参数。
化学或电化学抛光是常用的抛光方法。
科学技术总是在不断发展前进的，传统工艺经过改造也能放出异彩。
应用电解原理进行电镀的工艺已有较长历史，但是，自1921年Bluml开创了利用两种不同的电解液镀出金属多层膜以来，各国研究者采用双槽法、液流法和单槽法等相继电镀出了Cu—Bi、Cu—Ni、Ru—Co、Ni—NiP、Ag—Pd等纳米级多层膜，为电化学工艺理论研究和镀层应用开辟了新的途径。
电镀工艺考察在实验18中进行。
二、实验原理和提要
1．印刷电路板的制作
印刷电路板的导电物质是金属铜，但并非是铜导线或铜片，而是铜薄膜。
铜薄膜的制备方法是：在表面压复有铜薄膜的敷铜板上，将需要的电路图形用抗腐蚀物质覆盖住，应用腐
蚀原理将表面未被覆盖的多余的铜薄膜腐蚀掉，再把保留的铜电路暴露出来，作为导电线路使用。
也就是在适合的温度下，使敷铜板和蚀刻液之间发生氧化还原反应，即制成产品。
本实验以FeCl3溶液为蚀刻液，腐蚀掉金属铜。
因为三价铁离子与二价铁离子电对的电极电势高，而二价铜离子与铜的电极电势低，三价铁离子为氧化剂，铜为还原剂，反应自发进行结果制得印刷电路板。
敷铜板上保留的部分用照相复印的方法覆盖，也可用不干胶粘贴。
将缚铜板浸入50℃溶液中，反应10min。
反应式为：
Cu十2Fe3+一Cu2++2Fe2+
2．不锈钢蚀刻加工
本实验中不锈钢电化学加工用电解液主要成分为FeCl3，外加电源，以不锈钢做阳极，阴极用石墨。
在常温下，电解池阳极和阴极分别发生氧化反应和还原反应，反应式为
阳极：Fe—Fe2++2e-
阴极：2H++2e——H2
3．电化学抛光
电化学抛光法同样应用电解原理，因两极间液膜厚度不同，金属表面突出部分溶解速率快，凹进部分溶解速率慢，使金属表面得到整平。
三、实验内容和步骤
1．印刷线路板的制作
(1)在小烧杯里配制质量分数37％的FeCl3溶液，电炉加热至约50℃。
(2)取一小块敷铜板，在上面用不于胶粘贴需要保留部分的线路图形。
(3)将敷铜板立着放人小烧杯中加热数分钟后，用玻璃棒夹取出观察，至裸露的铜表面已经腐蚀掉，将其用自来水冲洗干净。
去掉不干胶，得到的图形即是设计的保留线路图形。
必要时可以再在其上镀银。
2．不锈钢的蚀刻加工
(1)在试件上用防蚀刻胶粘贴需要保留的图形，取适量25％的FeCl3溶液为电解液。
(2)称量试件质量。
(3)计算浸入电解液的试件的面积。
(4)将贴好图形的试件挂在电解池的阳极。
(5)调节电解电流，开始蚀刻反应，记录开始蚀刻时间。
(6)5 min后切断电源，取出试件，用自来水冲洗干净。
观察试件蚀刻表面。
(7)再准确称量试件质量：m2
(8)计算蚀刻速率(失重法)：μ=(m2－m1)／t。
3．选做实验——金属表面的电化学抛光
利用电解原理，对金属进行电化学抛
光。
参考图15—1，以铅板为阴极，待抛光
的铜丝做阳极，通电后进行抛光。
调整夹具使工件处于半圆形铅板的
中央位置，注意切勿短路。
调节电流密度
为75～90 mA／cm2抛光3~5min；。
切断抛光液配方(体积比)：H3PO470％，H2SO410％，添加剂14％，水6％。
注意：铜丝需先用水清洗；操作过程中用镊子夹取铜丝。
四、思考题
1．印刷线路板的制作原理是什么?
2．不锈钢板的蚀刻原理是什么?
3．操作注意事项有哪些?
4．电源如何连接?
五、预习要求
1．预习分析天平的使用方法。
2．稳压电源的使用方法。
六、仪器和药品
1．仪器：烧杯(100 cm3)、敷铜板、不锈钢板、不干胶、电炉、直流稳压电源、毫安表、电解池、石墨电极、铅板、铜丝、导线、电极夹、玻棒、镊子、分析天平。
2．药品：FeCl3(固体)、HCL、H3PO4、H2SO4、去离子水、10％NaOH溶液。
七、实验报告参考格式
实验15 金属的化学和电化学蚀刻加工及抛光
系列班级姓名日期
3、实验内容和步骤
4．问题分析与讨论。