电镀工艺基础及管控重点 LN
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阳极主要反应 :
Cu →Cu2+ + 2e-
阴极副反应 :
2H3O+ + 2e- →H2 + 2H2O
阳极副反应 :
6H2O →O2 + 4H3O+ + 4e-
2020/6/11
10
2、电镀原理及基础
2.2、法拉第定理
法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系,又称为电解定律. 电解定律是自然界中最严格的定律之一.它不受温度、压力、电解质溶液浓度、溶剂的 性质、电解质材料和形状等因素的影响。
3.8644
1.63
0.6573
11.3
2.9609
2.21
4.0779
1.58
0.6741
10.8
0.5862
20
序号 金属 符号 原子价 比重 原子量 当量
1
金
Au 1
2
金
Au 3
3
银
Ag 1
4
铜
Cu
1
5
铜
Cu
2
7
锡
Sn
2
8 20锡20/6/S1n1 4
19.3 197.2 19.3 65.7 10.5 107.88 8.93 63.54 8.93 63.54 7.33 118.70 7.33 118.70
2020/6/11
6
1.2、电镀分类：
常规电镀
电
镀
方
电刷镀
式
脉冲电镀
电铸
自动挂镀线
1、行业简介 挂镀 滚镀 连续电镀
滚镀
滚桶
挂具
连续电镀
2020/6/11
7
2、电镀原理及基础
返 回
1、 电镀简介
2、 电镀原理及基础
3、 连续电镀设备及流程分析 4、 特殊结构解析 5、 电控系统
2020/6/11
可焊性镀层
其他
保护基体金属,赋予美丽外观. 提高制品表面硬度,增加其抗磨能力(Sn-Pb) 防止制品在高温下被氧化腐蚀(Pt-rh) 提高表面导电性能(Au-Co) 磁环`磁盘`磁膜(Ni-Fe`Co-Ni) 保护制品在热处理时不改变性能(Cu`Sn) 修复损坏部位(Fe`Cu`Cr) 改善焊接性能(Sn) 改善光学性能镀层等(Cr,黑铬)
锡
7.3
4
金
19.3
5
wenku.baidu.com
银
10.9
6
钯
12.0
8
镍
8.9
1083 232 1062.7 960 1555 1452
2595 2270 2949 2000 3980 2900
0.3843 0.2261 0.1290 0.2336 0.2458 0.4689
16.42 23 14.4 18.9 11.6 13.7
金属镀层重量
mg/cm2 0.89 1.94 0.89 0.73 1.20
g/dm2 0.089 0.194 0.089 0.073
0.12102
2、电镀原理及基础
2.3、镀层的分类：
防护-装饰性镀层
使
耐磨和减磨性镀层
用 目
抗高温氧化镀层
的 功 导电性镀层
能 性
磁性镀层
镀 热处理用镀层
层 修复性镀层
8
2、电镀原理及基础
2、 电镀原理及基础
2.1 电镀原理 2.2 法拉第定律 2.3 镀层分析 2.4 电镀流程分析
2020/6/11
9
2、电镀原理及基础
2.1、电镀原理
借助外界直流电的作用，在溶液中進行电解反应，使导电体的表面沉 积一金属或合金层的方法，称为电镀。
☆ 图例：
阴极主要反应 :
Cu2+ + 2e- → Cu
我国近代电镀行业发展较快，从业人员增多。但现有的电镀技术、设 备及相关技术多是从欧洲、台湾引进；自主研发能力较弱
未来电镀的发展方向:合金和复合镀层等功能性电镀的研究,更加节能 的电镀工艺,低污染化,以及新型电镀的研究,以适应科技和生产的需要, 拓展行业的生存空间
总之,电镀工业在全世界已经发展了160多年，是一门既成熟又年轻的 科学，我们电镀及科技工作者仍大有可为
☆ 第二定律：
电极上每析出(或溶解)1mol的任何物质所需的电量为n*96500C或n*26.8A·h
1电量为96500C,它是一个常数，一般称为法拉第常数
2020/6/11
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2、电镀原理及基础
☆ 举例：
已知镀镍液电流效率ηk为95%，DK为15A/d㎡，电镀1分钟后所得镀层厚度是多少? 解：查得镍的K为1.095,ρ为8.9
197.2 65.7 107.88 63.54 63.54 118.70 118.70
电化学当量
mg/库仑
克/安培小时
2.0436
7.357
0.681
2.452
1.118
4.025
0.658
2.372
0.329
1.186
0.615
2.214
0.307
1.107
序号
1 2 3 4 5
金属镀层名称
铜镀层 金镀层 镍镀层 镍镀层 钯镀层
电镀工艺基础及管控重点_634
返 回
1、 电镀简介
2、 电镀原理及基础 3、 连续电镀设备分析 4、 特殊结构解析 5、 电控系统
2020/6/11
4
1、行业简介
1、 电镀简介
1.1 电镀的现状和发展趋势 1.2 电镀分类
2020/6/11
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1、行业简介
1.1、电镀的现状和发展趋势：
电镀隶属于表面处理技术领域，在金属精饰中按吨位计占加工的首位。 电镀的发展分三个时期：第一个时期是为了改善光泽或耐蚀性。第二 个时期是因为劳力不足而迈向省力化、自动化。第三个时期为减轻公 害时期，以拓展自身的生存空间
根据公式d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ) =(1.095×15×1×0.95×100)/(60×8.9)
=2.922(um)
☆ 常用数据：
序号 金属 密度g/cm2
熔点℃
沸点℃
比热容20℃J/g℃
线膨胀系数20℃×10-6/℃ 热传导20℃时W/cm℃
电阻系数μΩ/cm
1
铜
8.96
3
☆ 第一定律：
电解时,电极上析出(或溶解)物质的质量与电解液中所通过的电量成正比.
m=KIt=KQ m-析出物质量(g) K-比例常数(电化当量)(g/A·h) I-电流强度(A) t-通电时间(h) Q-通过电量(A·h)
■镀层厚度d的计算公式(d：um ) d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ) ■电镀时间t计算公式（t：min） t=(60×ρ×d)/(K×Dk×ηk×100) ρ-电镀层金属密度(g/cm3) DK -阴极电流密度(A/dm2) ηk-阴极电流效率(％)
简单镀层 单一金属镀层(Zn`Cr)
镀
层 结
组合镀层
几层相同或不同金属叠加而成的镀层 (暗Ni-半光Ni-光Ni Ni-Au Ni-Cu)
构
2020/6/11
复合镀层
固体微粒均匀地分散在金属中而形成的镀层 (Ni-SiC Cu-Al3O2)
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2、电镀原理及基础
☆ 对镀层的主要要求：
Cu →Cu2+ + 2e-
阴极副反应 :
2H3O+ + 2e- →H2 + 2H2O
阳极副反应 :
6H2O →O2 + 4H3O+ + 4e-
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2、电镀原理及基础
2.2、法拉第定理
法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系,又称为电解定律. 电解定律是自然界中最严格的定律之一.它不受温度、压力、电解质溶液浓度、溶剂的 性质、电解质材料和形状等因素的影响。
3.8644
1.63
0.6573
11.3
2.9609
2.21
4.0779
1.58
0.6741
10.8
0.5862
20
序号 金属 符号 原子价 比重 原子量 当量
1
金
Au 1
2
金
Au 3
3
银
Ag 1
4
铜
Cu
1
5
铜
Cu
2
7
锡
Sn
2
8 20锡20/6/S1n1 4
19.3 197.2 19.3 65.7 10.5 107.88 8.93 63.54 8.93 63.54 7.33 118.70 7.33 118.70
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1.2、电镀分类：
常规电镀
电
镀
方
电刷镀
式
脉冲电镀
电铸
自动挂镀线
1、行业简介 挂镀 滚镀 连续电镀
滚镀
滚桶
挂具
连续电镀
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2、电镀原理及基础
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1、 电镀简介
2、 电镀原理及基础
3、 连续电镀设备及流程分析 4、 特殊结构解析 5、 电控系统
2020/6/11
可焊性镀层
其他
保护基体金属,赋予美丽外观. 提高制品表面硬度,增加其抗磨能力(Sn-Pb) 防止制品在高温下被氧化腐蚀(Pt-rh) 提高表面导电性能(Au-Co) 磁环`磁盘`磁膜(Ni-Fe`Co-Ni) 保护制品在热处理时不改变性能(Cu`Sn) 修复损坏部位(Fe`Cu`Cr) 改善焊接性能(Sn) 改善光学性能镀层等(Cr,黑铬)
锡
7.3
4
金
19.3
5
wenku.baidu.com
银
10.9
6
钯
12.0
8
镍
8.9
1083 232 1062.7 960 1555 1452
2595 2270 2949 2000 3980 2900
0.3843 0.2261 0.1290 0.2336 0.2458 0.4689
16.42 23 14.4 18.9 11.6 13.7
金属镀层重量
mg/cm2 0.89 1.94 0.89 0.73 1.20
g/dm2 0.089 0.194 0.089 0.073
0.12102
2、电镀原理及基础
2.3、镀层的分类：
防护-装饰性镀层
使
耐磨和减磨性镀层
用 目
抗高温氧化镀层
的 功 导电性镀层
能 性
磁性镀层
镀 热处理用镀层
层 修复性镀层
8
2、电镀原理及基础
2、 电镀原理及基础
2.1 电镀原理 2.2 法拉第定律 2.3 镀层分析 2.4 电镀流程分析
2020/6/11
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2、电镀原理及基础
2.1、电镀原理
借助外界直流电的作用，在溶液中進行电解反应，使导电体的表面沉 积一金属或合金层的方法，称为电镀。
☆ 图例：
阴极主要反应 :
Cu2+ + 2e- → Cu
我国近代电镀行业发展较快，从业人员增多。但现有的电镀技术、设 备及相关技术多是从欧洲、台湾引进；自主研发能力较弱
未来电镀的发展方向:合金和复合镀层等功能性电镀的研究,更加节能 的电镀工艺,低污染化,以及新型电镀的研究,以适应科技和生产的需要, 拓展行业的生存空间
总之,电镀工业在全世界已经发展了160多年，是一门既成熟又年轻的 科学，我们电镀及科技工作者仍大有可为
☆ 第二定律：
电极上每析出(或溶解)1mol的任何物质所需的电量为n*96500C或n*26.8A·h
1电量为96500C,它是一个常数，一般称为法拉第常数
2020/6/11
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2、电镀原理及基础
☆ 举例：
已知镀镍液电流效率ηk为95%，DK为15A/d㎡，电镀1分钟后所得镀层厚度是多少? 解：查得镍的K为1.095,ρ为8.9
197.2 65.7 107.88 63.54 63.54 118.70 118.70
电化学当量
mg/库仑
克/安培小时
2.0436
7.357
0.681
2.452
1.118
4.025
0.658
2.372
0.329
1.186
0.615
2.214
0.307
1.107
序号
1 2 3 4 5
金属镀层名称
铜镀层 金镀层 镍镀层 镍镀层 钯镀层
电镀工艺基础及管控重点_634
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1、 电镀简介
2、 电镀原理及基础 3、 连续电镀设备分析 4、 特殊结构解析 5、 电控系统
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4
1、行业简介
1、 电镀简介
1.1 电镀的现状和发展趋势 1.2 电镀分类
2020/6/11
5
1、行业简介
1.1、电镀的现状和发展趋势：
电镀隶属于表面处理技术领域，在金属精饰中按吨位计占加工的首位。 电镀的发展分三个时期：第一个时期是为了改善光泽或耐蚀性。第二 个时期是因为劳力不足而迈向省力化、自动化。第三个时期为减轻公 害时期，以拓展自身的生存空间
根据公式d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ) =(1.095×15×1×0.95×100)/(60×8.9)
=2.922(um)
☆ 常用数据：
序号 金属 密度g/cm2
熔点℃
沸点℃
比热容20℃J/g℃
线膨胀系数20℃×10-6/℃ 热传导20℃时W/cm℃
电阻系数μΩ/cm
1
铜
8.96
3
☆ 第一定律：
电解时,电极上析出(或溶解)物质的质量与电解液中所通过的电量成正比.
m=KIt=KQ m-析出物质量(g) K-比例常数(电化当量)(g/A·h) I-电流强度(A) t-通电时间(h) Q-通过电量(A·h)
■镀层厚度d的计算公式(d：um ) d=(K×Dk×t×ηk×100)/(60×ρ) ■电镀时间t计算公式（t：min） t=(60×ρ×d)/(K×Dk×ηk×100) ρ-电镀层金属密度(g/cm3) DK -阴极电流密度(A/dm2) ηk-阴极电流效率(％)
简单镀层 单一金属镀层(Zn`Cr)
镀
层 结
组合镀层
几层相同或不同金属叠加而成的镀层 (暗Ni-半光Ni-光Ni Ni-Au Ni-Cu)
构
2020/6/11
复合镀层
固体微粒均匀地分散在金属中而形成的镀层 (Ni-SiC Cu-Al3O2)
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2、电镀原理及基础
☆ 对镀层的主要要求：