第9章2011非金属材料电镀讲解

非金属材料缺点
不导电 不导热 耐磨性差 不耐污染 易变形 易变色
导电膜的制备方法
采用金属涂料法或热喷涂法涂覆或喷射导电 涂料或导电胶 非金属表面金属化
物理气相沉积（PVD）：真空蒸发镀、 离子镀、溅射镀 化学气相沉积（VCD）：气相镀 热压烫金法 导电塑料 化学镀 化学镀→电镀＊
非金属电镀的应用
装饰性应用 功能性应用
机械类产品 电子、电工类产品（电磁屏蔽；电子传递、微波 传输、导电导磁；耐高温；耐蚀性等） 交通和运载工具类产品（汽车、船舶、航天航空）
其他应用
应用实例
• • • • • • 以塑料代替有色金属 汽车工业的内外部件应用 局部电镀的应用 印刷线路上的应用 导电性纤维上的应用 电子仪器的屏蔽
非金属电镀的优点、缺点
优点
提高零件表面硬度和 耐磨性 节约金属 简化加工工艺
缺点
电镀成本比金属电镀高 镀层结合力不很牢固
非金属电镀技术的展望
• 新型直接催化塑料（添加化学镀催化剂） • 添加导电粉末获得直接电镀塑料（在塑料表面 分散导电性铁、铝微粒） • 通过特殊前处理获得直接电镀塑料（碱粗化， 硫酸磺化处理，引入磺基，在塑料表面形成活 性基团，进而吸附金属离子而使表面具有催化 活性）
第9章 非金属材料电镀
§9.1 概述 §9.2 非金属电镀前的表面准备 §9.3 印刷电路板电镀
§9.1 概述
非金属材料电镀：指在非金属材料表面 上，利用特殊的加工方法获得一层金属 镀层，使之具有金属材料和非金属材料 两者的优点的一种电镀方法。
Байду номын сангаас
非金属电镀的历史
• 19世纪前，在非金属材料上电镀，被认为是 不可能的 • 1835年，利伯格(Liebig)发明了银镜反应
其他方面：
玻璃、陶瓷体上电镀铜制作电容器 施加可焊性的金属薄膜作为极片 在聚氨酯薄膜上镀以磁性镀层，如镍钴或镍铁合金镀 层之后，可用来制作印刷线路板 手表活络字块的电镀 全塑料封装的小型变压器的外封装塑料进行电镀来屏 蔽电磁场 对塑料、石蜡等电铸用的非金属铸模进行电镀 泡沫镍电池电极
非金属材料种类
塑料 陶瓷 玻璃 玻璃钢 石英 金刚石 树叶 鲜花 纸张 木材 石膏 空心砖
常见塑料种类
PVC PSF 塑料 ABS 塑料 塑料 (聚丙 (聚碳 (聚氯 (聚砜) (聚苯 烯） 酸酯) 乙烯) 乙烯) PP 塑料 PC 塑料 PS 塑料 PTFE PF PE 氟塑 酚塑 PA 料 塑料 料 (尼龙) (聚乙 (聚四 (酚醛 烯) 氟乙 烯) 树脂)
银镜反应本质
• 这个反应里，硝酸银与氨水生成的银氨 溶液中含有氢氧化二氨合银，这是一种 弱氧化剂，它能把乙醛氧化成乙酸(即CHO被氧化成-COOH)，乙酸又与生成 的氨气反应生成乙酸铵，而银离子被还 原成金属银。从葡萄糖的角度来说，葡 萄糖中有醛基，具有还原性，把硝酸银 里的银离子还原成金属银
• 1884年，罗伯(Rober)和阿穆雷格 (Amurrag)把石墨涂在非金属材料表面， 使它们导电，然后通过电沉积得到铜的 雕刻板
乙醛的银镜反应
在洁净的试管里加入1mL2%的硝酸银溶 液，然后一边摇动试管，一边逐滴滴入 2%的稀氨水，至最初产生的沉淀恰好溶 解为止（这是得到的溶液叫银氨溶液)。 再滴入3滴乙醛，振荡后把试管放在热水 中温热。不久可以看到，试管内壁上附 着一层光亮如镜的金属银。
葡萄糖的银镜反应
在洁净的试管里加入1mL2%的硝酸银溶液， 然后一边摇动试管，一边逐滴滴入2%的稀 氨水，至最初产生的沉淀恰好溶解为止（这 是得到的溶液叫银氨溶液)。滴入一滴管的 葡萄糖溶液，振荡后把试管放在热水中温热。 不久可以看到，试管内壁上附着一层光亮如 镜的金属银。
塑料
高分子聚 合物
(或称
合成树脂)
辅助材料
填 料
增 塑 剂
润 滑 剂
稳 定 剂
着 色 剂
抗 氧 化 剂
塑料为合成的高分子化合物(聚合物)，又可称为高分子或巨分子， 也是一般所俗称的塑料或树脂
塑料
热塑性塑料 • 加热软化的 塑料叫热塑 性塑料 • 种类太多， 如聚乙烯等
热固性塑料
• 加热固化的 塑料叫热固 性塑料 • 种类很少， 如酚醛塑料 等
注意
• 在非金属电镀中，以塑料电镀所占的比 重最大。其中又以ABS塑料为主。 • 其它非金属电镀与ABS塑料电镀工艺差 别主要在于粗化工艺的不同，其余步骤 大体相似。
不应有尖角 深槽和窄槽
非金属电镀的通用方法
• 非金属材料的表面整理或清洗→充分干燥 →（浸石蜡）→涂可金属化的塑料的涂料 →粗化→敏化→活化→化学镀→电镀 • 非金属材料的表面整理或清洗→充分干燥 →涂可金属化的树脂的涂料→粗化→敏化 →活化→化学镀→电镀
• 非金属材料的表面整理或清洗→充分干燥 →涂覆导电涂料法（导电胶或导电漆） → 粘附石墨或银粉等导电粉末 →直接电镀
非金属电镀的特点
• 成型性能好 • 具有良好的物理力学性能、电气性能
导电 导热 导磁 耐热 强度 相对密度 镀层结合力
• 抗腐蚀性能、耐侯性能和抗老化性能好 • 非金属电镀技术的产品成本往往都比采 用金属的要低得多，尤其是材料成本
• 20世纪50年代，我国开始研究和开发塑料电镀 • 20世纪70年代，我国开发的胶体钯一步活化和 常温化学镀镍工业，用于当时出口的收音机机 壳和旋钮 • 20世纪80年代，玻璃钢电镀技术获得发展 • 20世纪末，开发出直接镀塑料，还开发出适用 于其他非直接镀塑料的直接镀技术 • 21世纪，非金属电镀技术还在工业领域中大量 采用
• 我国古代“重塑金身”，在泥塑或者木 雕表面包金或银的物理金属化方法及在 铁上置换铜或汞齐化方法镀金或银 • 1930有人试图在塑料上镀出金属 • 1938年的《塑料》期刊上，就报道过塑 料上电镀的新闻
• 真正的具有工业价值的非金属电镀技术的开 发，是在廉价而有效的化学镀技术产生之后 的事，无线电技术的发展促进了利用化学法 实现非金属印制线路板孔金属化技术的产生 • 化学镀铜技术的完善，使塑料电镀技术的工 业化成为可能