电镀基础知识.docx

1、电镀基础知识电 镀 基 础 知 识合格的电镀工必需知道电镀的大体理论和电镀的原理，电镀工必需具有的条件，即操作方式、工艺治理、工艺标准要求，同时要能正确的对待工艺操作的标准化与产品质量紧密关系，严格的说：没有严格标准操作就不可能镀出合格的电镀产品，因此要使自己能胜任电镀工那个职位，就必需懂一点电镀的大体常识，通过理论上的培训，实践操作合格，如此才能真正的做合格的电镀工。 一、 什么叫电镀 电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面，以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程，就叫电镀。 简单的理解，是物理和化学的变化或结合。 普通的说：电与化学物质（化学品）的结成。 例如：一块铁板上镀上

2、一层铜（通电在铜的镀液上）。 二、 电镀必须具备什么条件： 要办一个电镀厂，一个车间必须要有：外加的直流电源和特定电解液（或叫镀液）以及特定金属阳极组成的电解装置。就是除了厂房、水、废水处理外，还必须有直流的整流器。镀液通过（镀铜、镍、锌、锡、金、银）等镀种，以及镀什么镀种先择好阳极板。如：镀镍要用镍板，镀铜要用电解铜板，但镀铬不是用铬板，而是铅锡、铅锑合金板（即不溶性阳极）。 除此外，化学镀、热镀锌等镀种通过化学反应结成的镀层是不用电镀的，一般叫化学镀镍、化学镀铜。 三、 电镀工须知的电化学基础知识。 1、 化学知识： 自然界由物质构成的，我们经常见到的水、泥土、食盐、钢铁等都是物质。 一切

3、物质都处在不停的运动状态。运动是物质存在形式：例如：水蒸发成汽，遇冷变成冰块等。 物质发生运动变化的根本原因在于物质内部的矛盾性。自然界一切物质的运动和变化叫自然现象，研究自然变化规律的科学统称自然科学。自然变化可分化学变化和物理变化两大类，研究物理变化的科学叫物理学，研究化学变化的科学叫化学。 化学研究的内容是：物质的组成和性质，物质的变化，物质变化时发生的现象。 1原子分子论的基本概念。 原子分子论学说是化学的基础，其要点归纳如下： a、物质由分子组成，分子是维持物资组成和化学性，质的最小单位。 b、物质分子见间互相有作用力（吸引力、排斥力）。物质分子间作用力各不相同，以固体最大，液体次之

4、，气体最小。 c、物质分子之间具有空隙，分子间的空隙决定着物质的体积。 d、分子由原子组成，它参与化学反应时并不分解。 e、表现出相同化学性质的一定种类的原子称为化学元素，目前已发现的元素有100多种，不同的元素的原子其重量体积、性质都不相同。 f、物质的分子和原子是外在不断的运动中。 2元素符号及元素的原子量： 为了表示不同的元素，在化学领域中常用拉丁字母来代表各种元素，这叫做元素符号。下列表中列出的是常用元素符号、原子量。原子的重量是很小的。例如：一个碳原子量为：0.00000000000000000000001994克。如此的数利用和书写都很不方便，为了利用上的方便，用专用单位来表示原子

5、重量，此刻国际上采纳碳单位来表示原子重量。一个碳单位等于碳原子重量的十分之一。用碳单位表示的一个重量叫做原子量。例如：氢的原子量为：。氧的原子量为：。 3化学反应： 概念：由一种物质变化成另一种新物质的过程叫化学反应。 例：碳燃烧变成二氧化碳就是化学反应。 在化学反应中是由一种物质变成另一种物质，但物质 不会消失，也不可能增多。它应服从下面的物质不灭定律和定比定律。 A、物资不灭定律： 参加反应物质的总重量等于反应生成物质的总重量。 B、定比定律： 在化学反应中参加反应的物质都有一定的比例。反应生成物质也有一定的组成比例。 例如：2克氢+16克氧，生成18克水。 分子式：用元素符号来表示物质组

6、成的式子，叫做分子式。在写分子式时，先写上元素符号，再把原子的数目用较小的数字记在符号的右下角。 例如：水分子由两个氢原子个氧原子组成，可写成：H2O。 知道物质的分子式后，我们就知道物质的组成，并且可计算出分子量。 例如：硫酸的分子式是：H2SO4，由此可明白它由2个氢原子、4个氧原子和1个硫原子组成。它的分子量是：2个氢原子量+1个硫原子量+4个氧原子量=分子量 用分子式及符号经平衡后表示的化学反应过程叫化学方程式： 例如：硝酸银与氧化钠作用生成氧化银和硝酸钠。 可写成：AgNO3+NACl=AgCl+NaNO3 明白化学反映方程式后，咱们就能够明白多少参加反映的物质能生成多少反映生成物。

7、 例如：在上面的例子反应中，一个分子硝酸银与一个分子的氯化钠反应，生成一个分子的氯化银和一个分子的硝酸钠。 我们查表知道这几种物质的分子量是： 硝酸银 AgNO3=170 氯化钠 NaCl=58 硝酸钠 NaNO3=85 氯化银 AgCl=143 由此可知： 170克AgNO3（硝酸银）+58克的（氯化钠）生成143克的AgCl（氯化银）+85克的NaNO3（硝酸钠）： 假设我们需要配制40克AgCl（氯化银），那么需要多少AgNO3（硝酸银）和NaCl（氯化钠）呢？ （硝酸银）： （氯化银）=170：143 AgNO3 AgCl （硝酸银）=170X40 /143=47.5克 AgNO3 (

8、氯化钠)： （氯化银）=58：143 NaCl AgCl (氯化钠)= 58 X 40/143=16.2克 NaCl 则需用AgNO3（硝酸银）47.5克和NaCl（氯化钠）16.2克。 物质的分类：一切物质按其存在形式可分单质及化合物。 单质又可分为金属和非金属，化合物又可分为无机化合物及有机化合物两大类。所有的这些物质都与表面处理有着密切的关系。譬如：电镀的各种金属多为单质，电镀用的药品大多数为酸、碱、盐等化合物。 近来有机化合物在电镀中应用也是越来越多，它被广泛和用作酸洗缓冲剂、光亮剂。 1、 什么叫单质：由同种元素的原子组成的物质叫单质。单质分金属和非金属。 A、金属：常温下多为固体（

9、汞例外）。具有金属光泽，是电和热的良导体，有一定的延展性。例：金、银、铜、铁、锡。 B、非金属：常温下有气体、液体、固体三种形态，导电及导热性差，比重小，固体脆性大。例：炭、硫、氮、硅。 2、 化合物： A、有机化合物：凡属碳氢化合物及其衍生物称为有机化合物。例如：汽油、酒精、丁炔二醇、萘二碳酸、香蕉水。 B、无机化合物： 氧化物可分为：酸性、碱性两性氧化物。 酸性氧化物大多为非金属氧化物。它能与碱反应生成盐和水。溶于水生成酸。例如：二氧化硫、二氧化碳。 碱性氧化物大多为金属氧化物，它能与酸反应生成盐和水。溶于水生成碱。例如：Na2O、K2O、MgO、CaO. 酸：在水溶液中能电离出H的化合物

10、，通常称为酸。酸可分为有机酸和无机酸，无机酸还可分为含氧酸、无氧酸（氢酸）。 含氧酸：硫酸、硝酸、磷酸、铬酸等。 氢酸有：氢氟酸、氢氰酸等。 酸类的特点：有酸味，使兰色石蕊试纸变成红色，易于溶于水。 有腐蚀性；酸与碱作用生成盐和水。酸与金属作用放出氢气。 例如：硫酸与氢氧化钠反应生成盐和水。 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 硫酸与锌作用放出氢 H2SO4+ZnSO4+H2 碱：在水溶液中能电离出OH的化合物，通常称为碱。可分为强碱，如：NaOH、KOH 弱碱：NH4OH 碱类的特性：碱使红色石蕊变成兰色，具有腐蚀性。 四、溶液及浓度： 1、 溶液：溶质溶解于溶剂中组成溶液。例如

11、：食盐（NaCl）溶于水中叫“盐水”。 溶剂有水及各种有机溶剂，在不同的溶剂物质的溶解情况不同，有的能溶于水而不溶于有机溶剂。有的溶解于有机溶剂却不溶于水中。如凡士林溶于汽油不溶于水，硫酸铜溶于水却不溶于酒精。一定条件下溶质在溶剂中溶解到不再溶解时的浓度叫饱和点，也叫溶解度。 2、 溶液的浓度： 在一定的溶剂中所含溶质的量就是溶液的浓度。溶液的浓度表示方法很多。这里介绍几种常用的方法： 克/升g/l这是电镀溶液中经常使用的一种表示法，表示每升溶液中含有溶质的克数。 百分比溶液（%）表示溶质占溶液的百分率。有重量百分比和体积百分比。 比重通常讲的是“较水比重”以水的比重为1。另一种比重“合理标度

12、”称浓点读比重，经常使用的“比重计”。 PH值：PH值确实是用10的指数的绝对值来表示氢离子浓度，也叫氢离子的指数。也确实是说：当溶液中的氢离子浓度为10的负几回方时，PH值就等于几。当PH值等于7时，溶液中的氢离子浓度为7，溶液为中性。因此咱们一样来讲PH值由7至0转变时溶液为酸性。PH值由7至14转变时溶液为碱性。其图表如下： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 强酸性 弱酸性 弱碱性 强碱性 PH值是电镀槽液的一个重要参数，对电镀过程影响很大，故需要经常检查溶液的PH值，测定PH值的方法最常用的有两种： (1) 试纸法：依照试纸变色与已知PH值的色标相较

13、较来确信溶液的PH值。其优势是方便简单，缺点是误差较大。 (2) PH值测试仪：根据氢离子浓度对氢电极产生不同电位和标准电极之间的电势差，在电位计上读数。优点是准确度高，缺点是测试较复杂。 3、 电解： 对电解液施加外加电压，便有电流通过，电解值在电流作用下被分解的过程叫电解。 电解时，电解液中阳离子跑向阴极，在阳极得到电子被还原。阴离子跑向阳极失去电子被氧化。例如：在硫酸铜溶液中接入两电极，通以直流电（见图13），此时，将发现在接电源阴极的极板上，有铜和氢气析出，则析出氧气。如果是铜阳极则同时发生铜的溶解和氧气的析出：其反应如下： 阴极: Cu2+2eCu 2H1+2eH2 阳极 4OH-4

14、e2H2O+O2 2SO42-+2H2O-4e2H2SO4+O2 从阳极溶解的铜，补充了电解液中的铜离子的消耗，若是咱们在阴极上挂上经清洗好表面的零件，那么铜在零件上沉积的进程叫电镀。 六、电化当量 1、电解定律： 电解时，在量的方面全服从下面的电解定律： 第一定律：在电解上所析出的物质重量与电流强度和通过的时间成正比。也就是与通过的电量成正比。 第二定律：在不同的电解液中，通过相同的电量时，在多个溶液中所析出的物质质量与它的化学当量成正比，并析出的1克当量任何物质定通过96500库仑电量。 2、电化当量 在1秒钟内通过1安培电流，在阴极上析出的物质重量叫物质的电化当量。在使用时为方便起见，也

15、常用安培小时分析出的物质重量做单位，列下表示： 金属电化当量表 名 称 锌 镉 铜 铜 镍 镍 锡 锡 铬 铬 银 金 化合价 2 2 1 2 2 3 2 4 3 6 1 3 电化当量 毫克 库仑 克 安培小时 3、 电流效率 电解时，实际析出的物质的重量老是与理论上计算出的重量不一样，实际析出的重量与理论计算出重量之比用百分率表示，称为电流效率，常以“N”表示。 M = *100% I*T*C 试中：M实际析出的物质重量（克） I 电流（安培） T时刻（小时） C电化当量（克/安培一小时） 根据电解定律和电化当量，电流效率的公式，我们可以求出：电解液的电流效率，电镀时间、电镀层的厚度等。 例

16、1 通过电流20安培，经2小时在阴极上析出铬之重量为1.8克。求镀铬的电流效率？ 设： M = *100% I*T*C 从表查出得铬的电化当量C=0.324克/安培一小时 电镀工基本计算常识 1、配置10%的氢氧化钠溶液150公斤需氧化钠和水各多少？ 解：设需氢氧化钠X公斤，则有： X 10%= *100% 150 X=15千克 需要用水量为：15015 =135千克 答：需氢氧化钠15公斤，用水135公斤。 4千克氢氧化钠可配置10%的氢氧化钠溶液多少千克？ 解：设4公斤氢氧化钠可配置10%的氢氧化钠溶液Y公斤，则有； 4 10%= -*100% Y =4 Y=40公斤 答：用4公斤氢氧化钠

17、可配成10%的氢氧化钠溶液40公斤。 2、用10公斤水可配置20%的氢氧化钠溶液多少公斤？ 解：可配置Z公斤，则有： Z-10 20%= *100% Z =Z-10 Z=公斤 答：10公斤水可配置20%的氢氧化钠溶液公斤。 3、 1体积96%的硫酸（比重）溶解于5体积水中，所得的稀硫酸溶液的百分比浓度和比重是多少？ 解：设体积单位为升，则比重的96%硫酸中含纯硫酸的重量是： *96%=公斤 这公斤的溶质也就是配成稀硫酸中所含硫酸溶质的重量。 配好后的溶液总重量等于1升96%硫酸的重量加上5升水的重量，即： +5=千克 所得稀硫酸溶液的百分比浓度是： *100%=% 比重是： = 6 答：所得稀

18、硫酸的百分比浓度为 %，比重为。 4、 现在有93%的硫酸溶液50公斤，应兑多少公斤水才能配成10%的硫酸溶液？ 解：50公斤93%的硫酸溶液中含纯硫酸的重量是 50*93%=公斤 公斤纯硫酸可配成10%稀硫酸溶液的重量是 10%的稀硫酸溶液配制时应加水的重量是 465-50=415公斤 答：需兑水415公斤。 5、 用比重为、浓度为%的浓硝酸配制成1 ：1的稀硝酸溶液的百分比浓度是多少？ 解：根据题意，只要将1升比重为、浓度为%的硝酸溶液与1升水相溶解后既是所需配制的1：1的稀硝酸溶液了。这种 由1升水和1升硝酸溶液配成的1：1的硝酸溶液的重量是： +1=公斤 这公斤1：1的稀硝酸溶液中含硝

19、酸溶质的重量是 *%=公斤 这种1：1的稀硝酸溶液的百分比浓度是： *100%=% 答：百分比浓度是%。 6、中和3M的盐酸0.25升需5M的氢氧化钠多少升？ 解：盐酸与氢氧化钠的中和反应方程式是 HCl+NaOH =NaCl+H2O 由此反应方程式可知，中和1M的盐酸需要1M的氢氧化钠。3M的盐酸0.25升中含有纯盐酸的摩尔数是： 3*= 也就是说，0.75M的氢氧化钠即可中和3M的盐酸0.25升。1升5M的氢氧化钠溶液0.15升。 7、某镀铬槽现有500升镀液，其中六价铬的含量为350克/升，。工艺标准要求六价铬的含量与硫酸含量之比值应在100：1的范围内。加多少克碳酸钡才能使镀液中硫酸的

20、含量正好符合工艺标准？（各元素的原子量是：H为1， S为32，O为16，Ba为137，C为12） 解：碳酸钡与硫酸的反应方程式是： H2SO4+BaCO3BaSO4+H2O+CO2 由反应式可知，197克碳酸钡可与98克硫酸全数反映生成硫酸钡沉淀。咱们能够近似地说，每2克碳酸钡可沉降硫酸1克。 又题意可知，每升镀液中多含硫酸的重量是： =0.7克 那么，500升镀液中共多含硫酸的重量是： 500*=350克 需加硫酸钡的重量是： 350*2=700克 答：需加700克碳酸钡。 8、20%盐酸溶液（比重1 ：1）的摩尔浓度是多少（氯原子量为）？ 解：1升20%盐酸溶液的重量是： 1000*=11

21、00克 1100克盐酸溶液中含氯花氢的重量是3605克，220克氯化氢相当的摩尔数是： 220/=6.03M 答：20%盐酸溶液（比重）的摩尔浓度为6.03M。 9、含Ca2+为20PPM的盐水1吨，需加纯碱多少才能将Ca2+除去？ 解：20PPM的意思是，1公斤盐水中含Ca2+的克数是： 20 100* =20克 1000 Ca2+与碳酸钠的化学反映方程式是： Ca2+ +Na2CO3=CaCO3+2Na+ Ca2+ 的原子量为40，Na2CO3的原子量为106。从反映方程式中得知，除去40克Ca2+需纯碱106克，设除去20克Ca2+需纯碱为X克： 40：20=106：X 106*20 X

22、= =53克 40 答：所需加纯碱53克。 10、250毫升量瓶配制（当量浓度）NaOH溶液需NaOH多少克？ 解：氢氧化钠溶液的意思是，1000毫升这种溶液中含有NaOH溶质可2当量。1克当量的NaOH重40克，故0.1克当量NaOH重4克。因此，配制250毫升氢氧化钠溶液所需NaOH的克数是： 250 *4=1克 1000 答：需要1克NaOH。 11、 配制1500毫升硫酸铜溶液，需用CuSO45H2O多少克？（各元素的原子量是：Cu为6305,S为32,H为1,O为16） 解：CuSO4的分子量是，克当量是 2=79.75克 CuSO45H2O的分子量是。 配制1500毫升硫酸铜溶液需

23、硫酸铜溶质的当量数是： *= 硫酸铜的重量是： *=9.9625克 CuSO45H2O中含有CuSO4的重量百分比是： *100%=64% 9.9625克CuSO4折合成CuSO45H2O的重量是： 64%= 答：需要CuSO45H2O15.566克。 12、如何用比重、浓度96%的浓硫酸配成的硫酸溶液250毫升？ 提示：本题与上面的几题不同，使用的溶质不是固体而是液体，因此加进去的浓硫酸的体积也须考虑进去。 解：配制250毫升硫酸溶液所需纯硫酸的克当量数是： 250 *= 1000 硫酸溶质的重量是： *49=6.125克 1升比重浓度96%的浓硫酸中含纯硫酸的重量是： *96%*1000=

24、1766.4克 含6.125克纯硫酸的浓硫酸的体积（毫升数）是： *1000=毫升 答：量取比重、浓度96%的浓硫酸毫升，注入已加了少量水的容量瓶中，然后稀释至刻度250毫升即可。 13、在纯水中加一定量盐酸使其浓度为0.01M，它的OH-的浓度是多少？ 提示：在常温下，1升纯水中也有10-7摩尔的水电离，且溶液中H+和OH-离子的浓度相等；H+和OH-离子的浓度的乘积是10-14。将盐酸加入水中后，由于盐酸是一种强电解质，盐酸在水中能够以为是完全电离的，因此0.01M盐酸溶液里H+离子的浓度也能够以为是0.01克离子/升。当纯水中加入盐酸后，由于同离子效应的关系，由水电离产生的H+就更少了，

25、因此，在计算时纯水中的H+能够忽略不计。现在，溶液中H+离子的总浓度即等于0.01克离子/升。明白了H+离子的浓度，把它代入公式中即可算出现在溶液中OH-离子的浓度了。 解：H+OH-=1*10-14 1*10-14 1*10-14 1*10-14 OH-= = = =1*10-12克离子/升 H+ 1*10-2 答：0.01M盐酸溶液中OH-离子的浓度是1*10-12克离子/升。 14、水溶液中H+的浓度为*10-2克离子/升，问此溶液的PH值是多少？ 解：某水溶液的PH值是： PH=-LGH+=-LG（*10-3）=+（-LG10-3）=+-（-3）=+3= 答：此溶液的PH值为。 15、

26、 15、 某水溶液的PH值为，问此溶液中的氢离子和氢氧根离子的浓度各是多少？ 解：此溶液中的H+和OH-是： PH=-LGH+ =-LGH+ =LGH+ =LGH+ = LG10-7=-7 LGH+=+LG10-7=LG（*10-7） -LGH+=-LG（*10-7） H+=*10-7 1*10-4=H+OH- 1*10-14 OH-= *10-7 =*10-8克离子/升 答：此溶液中的H+为*10-7克离子/升，OH-为*10-8克离子/升 16、某硫酸盐镀铜液的配方是：结晶硫酸铜250克/升，纯硫酸70克/升。现要用结晶硫酸铜和浓度为96%的硫酸配如此的镀铜液700升，两种原料各需多少千克

27、？ 解：配700升需结晶硫酸铜的重量是： 700*250/1000=175公斤 配700升需纯硫酸折合为96%的硫酸重量是： 49/96%=51公斤 答：需结晶硫酸铜175公斤，96%的浓硫酸51公斤。 17、某镀镍槽的内侧有效尺寸为：长1100毫米，宽800毫米，高900毫米。若按硫酸镍350克/升、硫酸钠60克/升、氯化钠15克/升、硼酸40克/升的配方配制镀液，问各类原料各需多少千克？（设各类原料的纯度为100%） 解：镀槽的有效容积是： 1.1米X0.8米X0.9米=0.792米3=792升 需硫酸镍的重量是： 792升X350克/升=277200克=千克 需硫酸钠的重量是： 792升X60克/升=47520克=47052千克 需氯化钠的重量是： 792升X15克/升=11880克=千克 需硼酸的重量是： 792升X40克/升=31680克=千克 18、有一镀锌槽的内侧高700毫米，宽600毫米，长2100毫米。现要配制深为600毫米的镀液，配方如下：氧化锌12克/升，氢氧化钠120克/升，三乙醇胺25毫升/升，DPE3毫升/升。问各类原料各需多少？ 解：镀液的体积是： 0.6米X0.6米X2.1米=0.756米3=756升 需氧化锌的重量是： 756升X12克/升=9072克=千克 需氢氧化钠的重量是： 756升X120克/升=90720 克=