电镀工艺学.docx

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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：

Mn＋＋ne→M

生成1mol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

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dq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＝dq/dψ。

比值'zhi_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽xi'an_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽__ng_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________

电毛细曲线

极化度：

的比值比值'zhi_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽xi'an_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽__ng_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________

比值’zhi_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽xi’an_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽__ng_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________析出电位：

析出电位hu'dian'wei_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽__ng_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________使金属在阴极开始镀出的最正电位，称为它的”出电位hu'dian'wei_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽__ng_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________析出电位hu'dian'wei_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽__ng_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________“析出电位”比值'zhi_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽xi'an_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽__ng_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________比值'zhi_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽xi'an_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽__ng_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________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。

极化曲线比值'zhi_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽xi'an_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽__ng_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________

__

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

界面的微分电容——微分电容法

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，

σαβ将减小，（σαγ-σαβ）增大，接触角θ不断变小，气泡越圆，电解液对电极的润用o'yong_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________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

电ian_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________电ian_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________硫化沉淀法

电ian_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________电ian_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________电解法

电ian_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________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：

用o'yong_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_____________________________________________________________________________________________________________________用o'yong_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________

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。

用o'yong_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________

导电盐用o'yong_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________，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；：

透效应n'tou'xiao'ying_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽____﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________增大阴极极化。

添加剂，无机：

透效应n'tou'xiao'ying_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽____﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________：

透效应n'tou'xiao'ying_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽____﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________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。

：

透效应n'tou'xiao'ying_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽____﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________

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。

：

透效应n'tou'xiao'ying_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽____﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________：

透效应n'tou'xiao'ying_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽____﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________：

透效应n'tou'xiao'ying_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽____﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________

缓冲剂，作用：

：

透效应n'tou'xiao'ying_﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽____﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽﷽_________________________________________________________________极板间距稳定镀液的pH值

提高阴极极化作用，提高镀液分散能力，提高镀层质量

脉冲电镀

周期换向电镀：

换向电流：

周期性地改变直流电的方向。

（适于底镀层）

析氢

氢脆：

氢和应力的共同作用而导致金属材料产生塑性下降、断裂或损伤的现象。

针孔麻点：

电镀过程中氢气泡在镀件表面上吸附得不牢固，周期性地吸附或逸出，在镀件表面上形成线坑（点状穴）

2.影响镀层组织及分布的因素有哪些？

如果影响？

3.析氢产生的原因、弊端、如何解决？

4.什么是易析氢部件、如何防止析氢？

对氢脆敏感的材料及部位：

高强度钢、薄壁件、弹簧件；

冷加工变形和有加工缺陷、微裂纹的零件；镀件边角处；

5.

第四章镀液与镀层的性能

1.概念

分散能力：

电解液使零件表面镀层厚度均匀分布的能力。

覆盖能力：

电解液使零件深凹处沉积金属镀层的能力。

整平能力：

电解液使有微观粗糙的金属表面填平的能力。

赫尔槽：

一种由平面阴极和平面阳极构成一定斜度的小型电镀试验槽

2.镀液的性能有哪些？

如何测试？

3.镀层的外观如何评定？

镀层的种类

镀层宏观结合力

镀层颜色及光亮度

镀层均匀性

镀层缺陷

4.镀层有哪些性能、如何评定？

结合力：

孔隙率

耐蚀性

硬度

厚度：

点滴法、称重法、磁性测厚法、

5.赫尔槽的构造、实验方法、结果如何评定？

第五章镀前处理工艺

1.概念

敏化

活化

浸蚀

化学镀

除油

电解除油

点解抛光

弱浸蚀

2.钢铁基体镀前处理工艺流程

3.非金属材料镀前处理工艺流程（塑料、陶瓷等）

4.除油的方法？

各有什么特点？

5.电解除油的机理、特点、效果

6.电解抛光机理、特点

7.钢铁件镀前预镀工艺

8.锌及锌合金、铝及铝合金、不锈钢如何进行点镀前处理？

每步骤液体成分？

结合具体工艺说明各工艺设计的思想

第六章

1.概念

钝化

镍封闭

高能力镍

双极性现象

送孔铬

2.镀锌的种类、特点？

3.碱性锌酸盐镀锌、钾盐镀锌镀液组成，作用；镀液配置？

4.六价铬钝化机理、为什么为什么耐蚀性优越？

5.镀铜种类、特点

6.酸铜液组成、作用，添加剂有何特点，如何防止铜粉产生？

阳极选择？

作用

7.焦磷酸盐镀铜液组成，作用？

工艺实施关键（pH、电源特点、焦磷酸根水解、温度和pH控制）

8.氰铜溶液组成、作用（主盐、络合剂、硫化钠等）用途？

络合剂的影响？

9.镀镍种类、特点

10.暗镍的用途、暗镍的组成、作用

11.光亮镍光亮剂结构特点、作用

12．多层镍为什么具有耐蚀性？

耐蚀机理、举例说明不同耐的蚀类型的多层组合镀层设计？

13.双极性现象有何利弊？

14.镀铬的特点，特异性？

15.镀铬液的组成、作用（H2SO4:

催化剂作用）？

硫酸和三价铬的作用？

16.三价铬多了、少了怎么办？

17.镀锡种类、特点，酸锡如何？

碱锡工艺要点

18.

第七章合金电镀

概念：

合金电镀

1.如何实现金属共沉积

2.合金电镀阳极如何选择？

3.锌镍合金电镀有何优势？

4.氰化电镀镀液如何组成？

成分作用

5.仿金电镀工艺流程（不同基体材料）

第八章化学镀

1.化学镀镍特点？

不同还原剂镀层组织？

2.化学镀镍使用寿命评价？

3.化学镀铜特点，如何维持镀液稳定性？

第九章

概念：

红色挂灰铝合金阳极氧化

1.铝氧化方式

为什么膜孔能加深和增厚？

2.钢铁发蓝

如何防止红色挂灰