合金电镀简介
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合金电镀工艺知识大全|合金电镀的分类与特点合金电镀的基本原理目前,人们对单金属电沉积和电结晶的了解还不多,对两种或两种以上金属的共沉积了解得就更少。
因此,有关合金电镀,人们还只能提供一些实验数据的综合分析和定性的解释,而定量的规律和理论有待于进一步的研究和总结。
事实证明,要实现两种金属的共沉积,应具备以下两个基本条件。
(1)两种金属中至少有一种金属能单独从其盐的水溶液中沉积出来:尽管在大多数情况下,形成合金的两种金属都能单独从其盐的水溶液中沉积出来,但有些不能单独沉积的金属如钨、钼等,可以在铁族金属的诱导下与之共沉积。
(2)要使两种金属共沉积,它们的析出电位要十分接近或相等。
否则电位较正的金属会优先沉积,甚至排斥电位较负金属的析出。
合金及其电镀合金由一种金属跟另一种金属或非金属所组成的具有金属特性的物质叫合金。
合金一般由各组分熔合成均匀的液体,再经冷凝而制得。
根据组成合金是元素数目的多少,有二元合金、三元合金和多元合金之分。
根据合金结构的不同,又可以分成以下三种基本类型。
①共熔混合物当共熔混合物凝固时,各组分分别结晶而成的合金,如铋镉合金。
铋镉合金最低熔化温度是413K,在此温度时,铋镉共熔混合物中含镉40%,含铋60%。
②固溶体各组分形成固溶体的合金。
固溶体是指溶质原子溶入溶剂的晶格中,而仍保持溶剂晶格类型的一种金属晶体。
有的固溶体合金是在溶剂金属的晶格结点上,一部分溶剂原子被溶质原子置换而形成的,例如,铜和金的合金;有的固溶体合金是由溶质原子分布在溶剂晶格的间隙中而形成的。
③金属互化物各组分相互形成化合物的合金。
一般说来,合金的熔点都低于组成它任何一种成分金属的熔点。
例如,用作电源保险丝的伍德合金,熔点只有67ºC,比组成它的四种金属的熔点都低。
合金的硬度一般都比组成它的各成分金属的硬度大。
例如,青铜的硬度比铜、锡大,生铁的硬度比纯度大等。
合金的导电性和导热性都比纯金属差。
有些合金在化学性质方面也有很大的改变。
三元合金电镀工艺和导电氧化
“镀三元合金技术”是指由高导电性的银做基底,覆盖“三元合金”薄层的双层电镀技术,其中“三元合金”指铜锡锌的合金,铜占55%,锡占25-30%,锌占15-20%,“三元合金”外观与不锈钢相似。
其电阻系数为1.7μΩcm (RF-10 GHz),导电率为59(106S/m) (RF-10 GHz),接触电阻小于10mΩ at 100 cN,在些微活性焊剂的帮助下呈可焊性。
“镀三元合金技术”为适应高频连接、在宽频范围内最大传导率的要求而产生,另外,“镀三元合金技术”能使射频器件在经受工业气体、汗渍等的腐蚀或刮擦后,保持良好的外观,而无保护的银镀层即使在通常环境下也会迅速氧化。
“镀三元合金技术”已广泛应用于同轴连接器、滤波器、波导和微波器件及其他射频器件。
“镀三元合金技术”结合了银优良的电导性及“三元合金”的耐腐蚀性,而三元合金的薄镀层在10GHz的范围内,不影响银优良电导性的表现。
交调产物产生自不规则的传输通道,诸如金属材料的不同、氧化膜、界面阶层,“镀三元合金技术”不含磁性元素,因此,与镍镀层相比,在对交调的影响特性方面,其表现呈中性。
“镀三元合金技术”防止表面氧化及生膜,使用中不会失去表面光泽。
镀三元合金表面防止刮擦、对磕碰不敏感的特性,也防止了镀银的冷焊及非良好配合组装引起的损坏。
与镀银相比,在器件组装方面“镀三元合金技术”尤其降低了由擦碰引起的损失。
电镀合金的分类及应用电镀合金是指通过电解沉积的方法,在金属基体上得到一层合金镀层的工艺。
它能增加金属表面的耐腐蚀性、硬度以及美观性,广泛应用于各个领域。
根据不同的合金成分和应用领域,电镀合金可以分为多种类型。
首先,根据合金成分的不同,电镀合金可以分为以下几类:1. 单金属镀层:在基体金属上单独镀一层纯金属。
例如,银镀层可以增加导电性和抗氧化性能,常用于电子元器件、电气设备和餐具等。
2. 合金镀层:在基体金属上镀一层合金,具有更好的性能。
例如,镀锌钢具有良好的耐腐蚀性,常用于建筑材料、汽车零部件等。
3. 复合镀层:在基体金属上镀层多层不同的金属或合金。
例如,镀铜镍铬可以提高金属的硬度和耐磨性,常用于机械零部件、汽车配件等。
另外,根据应用领域的不同,电镀合金可以分为以下几类:1. 装饰性电镀合金:这类合金主要用于增加金属表面的美观性,例如金、银、镍、铬等。
常用于珠宝、餐具、钟表等。
装饰性电镀合金不仅可以提供金属本身的颜色,还可以通过添加色带或氧化处理来得到不同的颜色。
2. 功能性电镀合金:这类合金主要用于改善金属表面的性能。
例如,硬铬镀层具有优异的耐磨性和耐腐蚀性,适用于机械零件、汽车配件等。
铜锡合金具有良好的导热性和电磁屏蔽性能,常用于电子元器件和通信设备。
3. 保护性电镀合金:这类合金主要用于增加金属材料的耐腐蚀性能。
例如,镀锌钢将锌镀层作为一种保护层,可以有效防止基体金属被氧化和腐蚀。
镀锌钢广泛应用于建筑材料、金属制品等。
4. 功能性和装饰性电镀合金:这类合金融合了功能性和装饰性的优点。
例如,镀铜镍铬既可以提供金属材料的硬度和耐磨性,又可以提供金属的光泽和美观性。
常用于汽车零部件、家居用品等。
总的来说,电镀合金在工业生产和日常生活中都扮演着重要的角色。
通过合适的选择合金成分和电解沉积工艺,可以得到适用于各个领域的镀层,提高金属的性能和外观。
同时,在使用电镀合金产品时也需要注意其环境友好性以及合金镀层的密封性和附着力等指标,以确保其持久性和可靠性。
三元合金电镀工艺三元合金电镀是一种常用的表面处理工艺,可以为金属制品提供优良的防腐蚀、耐磨损和美观的效果。
本文将从三元合金电镀的原理、工艺流程和应用领域等方面进行介绍。
一、三元合金电镀的原理三元合金电镀是利用电化学原理,在金属基体表面形成一层由三种金属元素组成的合金覆盖层。
这三种元素通常是镍、钴和锌,三元合金电镀层具有优异的耐蚀性、耐磨损性和均匀的涂层厚度,能有效地延长金属制品的使用寿命。
二、三元合金电镀的工艺流程三元合金电镀的工艺流程包括预处理、电镀和后处理三个主要步骤。
1. 预处理:首先对金属基体进行表面清洁和去污处理,以保证电镀效果的良好。
常见的预处理方法有酸洗、碱洗和电解清洗等。
2. 电镀:将经过预处理的金属基体放入电镀槽中,通过电解将金属离子沉积在基体表面,形成一层致密的金属合金覆盖层。
电镀槽中的电解液是由含有镍、钴和锌的盐酸溶液组成。
在电解过程中,通过控制电流密度、温度和时间等参数,可以得到不同厚度和组成的三元合金电镀层。
3. 后处理:电镀完成后,还需要进行后处理工序来提高涂层的质量和性能。
常见的后处理方法有烘干、抛光和涂层封闭等。
三、三元合金电镀的应用领域三元合金电镀广泛应用于各个行业,特别是在汽车、航空航天、电子和家电等领域。
1. 汽车行业:三元合金电镀可用于汽车零部件的表面处理,如发动机零部件、排气管和车身外部装饰件等。
它能提供耐腐蚀性和耐磨损性,同时还能增加零件的美观度。
2. 航空航天行业:三元合金电镀可用于航空发动机零部件和飞机外壳的表面处理,能够提供优异的耐蚀性和耐热性,同时减轻零件的重量。
3. 电子行业:三元合金电镀可用于电子产品的外壳和连接器的表面处理,能提供良好的导电性和耐蚀性,同时还能增加产品的美观度。
4. 家电行业:三元合金电镀可用于家电产品的表面处理,如冰箱门把手、空调外壳和洗衣机面板等。
它能提供耐腐蚀性和耐磨损性,同时增加产品的质感。
三元合金电镀是一种重要的表面处理工艺,可以为金属制品提供优良的防腐蚀、耐磨损和美观的效果。
锌钴合金电镀工艺1.概述合金电镀的原理在传绕的理论中是要求两种共沉积的金属的电极电位要接近,如果一个电位较正,另一个电位较负,就要采用络合剂将正电位的金属的离子络合,使之放电电位向负的方向移动,与另一金属的电位相近,达到共沉积的目的。
现在也仍然对合金新工艺的开发有指导意义。
但是现在越来越多的合金中的另一种成分的量非常小,就是这种少量的金属分散在另一金属中,却改变了金属的性能。
以传统冶金学的观点,这些掺入的金属是占据在主体金属的某些晶格位上,从而改变了金属的物理性能。
但实际上,用火法冶金很难把微量金属分散到另一金属中去,而采用电镀的方法则比较容易做到。
随着现代工业和科学技术的飞速发展,同时具备耐蚀性和装饰性已成为材料表面性能的发展趋势。
传统的镀锌层由于不能满足苛刻的环境要求已逐渐向锌基合金镀层发展。
锌钴合金镀层硬度是镀锌层的2 .5倍;对二氧化硫具有良好的耐蚀能力,中性盐雾试验可达1000h,是同等厚度镀锌层的三倍以上,在汽车、地铁配件如管道系统、燃料系统、制动系统等方面有广泛的应用,还可用于各种标准件及紧固件等。
目前已用于实际生产的锌基合金主要有:Zn—Co、Zn—Ni、Zn—Fe、Zn—Ti、Zn—P、Zn—Cr、Zn—Mn和Sn—Zn其中研究和应用的比较多的是Zn—C0、Z n—Ni和Zn—Fe由于铁族金属( Fe、Co、Ni ) 的原子结构相似,因而与锌形成合金时的共沉积特性也很相似。
从电极电位来看,铁族金属比锌的电位要正得多,但在共沉积时却是锌优先沉积,这种现象称为异常共沉积。
Zn—Co合金电镀最早在欧洲开发使用,现在美国亦已用于生产,但在日本,至今尚未进入工业化。
利用锌基合金电镀技术,锌镀层的耐蚀性得到极大的提高,但在装饰性方面仍然存在问题。
近年来,迅速发展的复合镀层以其特殊性在工程中获得了广泛应用。
通过复合镀锌来提高耐蚀性已引起了人们的注意。
复合镀锌层良好的涂饰性能为人们提供了一种集耐蚀性和装饰性于一身的新方法。
电镀镍及合金镍是一种银白略带微黄色的金属,相对原子质量58.69,密度为8.99/cm3,熔点 1452℃,Ni2+的电化学当量为1.095g/(A·h),标准电极电位一0.25V。
金属镍自身具有很高的化学稳定性,在空气中与氧作用形成钝化膜,使镍镀层具有良好的抗大气腐蚀性,镍电位比铁正,并具有强烈的钝化能力,钝化后电位更高,对钢铁基体来讲,镍层属阴极性镀层,而且镍镀层孔隙率高,因此镍镀层只有在足够厚(40~50/-m)时才能在空气和某些腐蚀介质中起到防腐作用。
为节省金属镍,减少孔隙率,通常采用镀镍层与镀铜层一起使用或采用多层电镀,如Cu-Ni、Cu-Ni-Cr、Ni-Cu-Ni-Cr、Cu-Cu-Ni-Cr等形式达到防护一装饰目的。
镍具有良好的塑性,易滚压与压延,同时具有较高的硬度,所以镍镀层常用于镀覆外科器械、印刷业中铅及铜锌板表面处理以及塑料模具电铸等,由传统的防护一装饰镀层,发展到功能性镀层。
电镀行业中,其产量仅次于电镀锌。
按照电镀液种类,电镀镍工艺包括硫酸盐、硫酸盐一氯化物、氯化物等;按照镀层外观可分为暗镍、半光亮镍、光亮镍、黑镍、砂镍等;按照镀层功能,分为保护镍、装饰镍、耐磨镍、电铸、镍封闭等。
4.2.1电镀镍电极过程(1)阴极过程由于镍在电化学反应中的交换电流密度较小(Ni2+,i0为10-8~10-9A/cm2;Zn2+,i0约为l0.5A/cm2;Cu2+,i0约为l0-3A/cm2),因此镍本身具有较大的极化电阻,在单盐镀液中就有较大的电化学极化,获得良好的镀层,而且镍分散能力好,得到的镀层均匀,因此镀液种类虽多,但均由单盐组成。
镀镍液中阳离子有Ni2+、Na+、Mg2+、NH4+、H+等,阴离子有SO42-、Cl+、0H-等,由于Na+、Mg2+、NH4+的电位较负,在电镀电位下,不发生电解反应,因此其阴极反应为生产中镀液pH=3~6之间(pH值高于6时,易生成Ni(OH)2沉淀,pH值低于3时析氢严重),因此H+的有效浓度很低,而镀液中Ni2+浓度很高。
合金电镀简介前言合金电镀(ALLOY Plating) 的目的是得到较好的物理性质,较优的耐腐蚀性。
美观性、磁性等、他能做热处里,它能取代昂贵的金属,例如锡镍合金可代替金镀层在电子应用。
镍磷,镍钴合金的磁性薄膜应用在计算机内存。
镍铁合金取代昂贵纯镍镀层。
钴钨合金镀层改进铬在高温下的硬度。
合金镀层较难控制,须要更高的技数和经验。
1.合金电镀的原理两种金属要同时电镀沉积必须电位很接近而且其中的金属能单独被沉积出来。
若两种金属电位相差太多,可以用铬合剂(complexing agents)使电未拉近,例如黄铜电的锌和铜电位相差甚多,加上铬合剂氰化钠就使铜。
锌的电位很接近,一般来说电位相差在200mV就能共同沉积(code-posit)。
影响合金电镀的因素有:(1) 电流密度:电流密度增加,卑金属含量会增多。
(2) 搅拌:增加贵金属成份。
(3) 温度:温度提高,贵金属成份增加。
(4) pH值:改变镀层物理性质。
(5) 液组成:直接影响镀层成份。
2.合金电镀液中金属离子的补充合金电镀液中金属离子的补充可用下列方法:(1) 用合金做阳极。
(2) 用化学药品补充,阳极用不反应阳极(Inert anodes)(3) 化学药品补充一种金另一种金属用金属阳极,(4) 用不同金属阳极分别挂在同一阳极棒上(5) 用不同金属阳极分别挂在不同的阳极棒上(6) 交替使用不同的金属阳极3.黄铜电镀(Brass Plating)黄铜电镀的用途主药用在装饰性,润滑性及橡交附卓性的零件上。
黄色,70~80%铜的黄铜镀液配方:氰化铜Copper Cyanide 32g/l氰化锌Zinc Cyanide 10g/l碳酸钠Sodium Carbonate 7.5g/l氨Ammonia 2.5-5ml/l氰化钠Sodium Cyanide 50g/lpH 10-10.2温度25-35℃电流密度2.2A/dm2阳极镀层同成份镀铬中的氰化钠控制镀层合金成份及颜色,氨增加锌含量,碳酸钠做pH 的缓冲剂。
Ni-W 合金电镀研究(文献综述)化生系2007级应用化学班 谷惠文摘要:本文综述了Ni —W 合金的电沉积过程及反应机理、电镀溶液组成的测定、镀层的性能及应用,最后在网上查阅相关资料,指出了Ni —W 合金电镀今后的发展趋势和发展方向。
关键词:Ni —W 合金 电镀 反应机理 镀层性能 综述Ni-W 非晶态镀层具有很高的机械性能,耐蚀性能和耐磨性,已被广泛地应用在铸造模具,注塑用螺杆,喷嘴及导线制辊等方面。
Ni-W 镀层不仅在性能上可与硬铬镀层相媲美,而且对环境污染小可作为一种代铬镀层使用。
本人阅读了有关Ni-W 合金电镀的论文10余篇及网上的电镀资料,对其综述如下。
1. 镍钨电沉积的过程及其反应机理]21[-Ni-W 镀 液 多 以O H NiSO 247⋅和O H NaWO 242⋅作为主盐,使用钌钛电极或不锈钢电极作不溶性阳极。
由于钨的电极电位较负,不能单独从其盐的水溶液中沉积出来,而且镍和钨的标准电极电位相差较大(V Ni Ni V W W O 257.0/05.1/224-=-=+-,)不能实现共沉积。
但是由于过渡元素存在价电子空轨道,镍、钨金属离子可以和络合剂形成络合物,使得沉积电位都趋于更负,将原来电位相差较大的沉积电位相互接近,通过诱导共沉积原理使W 以 Ni —W 合金的形式沉积出来。
Ni —W 镀液按采用不同络合剂的种类可分为柠檬酸(盐)体系,酒石酸(盐)体系,焦磷酸盐体系,氨基磺酸盐体系和无络合剂的酸性体系,使用氨水作为辅助络合剂。
下面以现在应用最为广泛的柠檬酸体系为例来说明Ni —w 的反应机理 。
柠檬酸是一种四元酸 ,为天然无毒络合剂,在溶液中主要以三价负离子-3Cit 的形式存在,其络合能力很强,与+2Ni 形成 1:1的络合物-)]([Cit Ni ,在柠檬酸存在时,W(Ⅵ)的存在形式为+22W O ,与柠檬酸形成 1:1的络合物-)]([2Cit W O 。
在溶液中加入浓氨水作为辅助络合剂,可形成新的络合物-)])(([3Cit NH Ni 和-)])(([32Cit NH W O 。
2、电镀新工艺介绍2 .1合金电镀合金电镀一直是电镀新工艺开发的重要领域。
以往为取代昴贵的镀镍而开发的铜锡合金,就曾经是一种新工艺。
现在的代镍和节镍镀层,也都是各种合金。
因为合金可以综合单一金属的优点,并具有单一金属所不具备的新的特性,比如硬度、耐腐蚀性、功能性等。
现在已经认识到,电镀作为一种湿法冶金技术,能生产出用电、热方法做不到的新合金。
包括在制作非晶态材料和纳米材料方面,电镀技术都是有优势的。
合金电镀的原理在传统的理论中是要求两种共沉积的金属的电极电位要接近,如果一个的电位较正,另一个的电位较负,就要采用络合剂将正电位的金属的离子络合,使之放电电位向负的方向移动,与另一金属的电位相近,达到共沉积的目的。
这在现在也仍然对合金新工艺的开发有指导意义。
但是现在越来越多的合金中的另一种成分的量非常小,就是这种少量的金属分散在另一金属中,却改变了金属的性能。
用传统冶金学的观点是这些掺入的金属是占据在主体金属的某些晶格位上,从而改变了金属的物理性能。
但实际上,用火法冶金很难把微量金属分散到另一金属中去,而采用电镀的方法则比较容易做到。
不过电镀方法得到的合金的结构是否符合冶金学的原理,则是值得探讨的课题。
现在已经得到应用的新合金工艺有锌系列,镍系列,铜系列,锡系列,银系列等。
锌作为钢铁的优良廉价的防护性镀层被广泛地采用 , 但是自从日本汽车打进欧洲和北美市场,汽车的耐盐防护性就提到了议事日程。
〈1〉在开展高耐蚀性镀层的研究中,锌合金的研究引人注目。
最先出现的是锡锌合金,这种合金的含锌量在30%左右时耐盐水喷雾时间最长,出现红锈的时间可达1500个小时以上。
最开始进入实用化的工艺是70年代末的有机羧酸的中性镀液,后来有柠檬酸镀液,现在我公司已经开发出硫酸盐光亮镀锡锌工艺。
在锡锌工艺之后出现的是锌镍工艺。
这种工艺由于含镍量在5-10%,成本比锡锌要低,因此很快得到普及。
最先出现的是用于钢板连续电镀的硫酸盐工艺,这大约在1982年前后。
电镀形成镀层的作用
电镀是一种常见且广泛应用的表面处理方法,通过在物体表面附着一层金属或合金,称为镀层。
电镀可以提供一系列优势,并且拥有诸多作用。
首先,电镀可以提供保护作用。
镀层可以防止腐蚀、氧化和其他外部环境对物体表面的侵蚀。
例如,镀铬可以阻止铁制品生锈,镀锌可以防止钢材受潮和腐蚀。
通过形成一层保护膜,电镀可以延长物体的使用寿命。
其次,电镀可以改善表面的硬度和耐磨性。
通过在物体表面形成金属或合金的镀层,可以增加物体表面的硬度和耐磨性。
这使得物体更加耐用,并能够抵抗摩擦、磨损和刮擦等外界因素对其表面的损害。
此外,电镀还可以改善物体的外观。
通过在物体表面镀上金属或合金,可以使其外观更加美观、光亮和有质感。
例如,镀金可以赋予物体金光闪闪的外观,镀银可以使物体表面呈现银白色。
电镀可以为物体增添一层外观上的价值。
最后,电镀还可以提供导电和导热效果。
金属镀层具有良好的导电和导热性能,可以在电子器件、电线等领域中发挥重要作用。
通过电镀,物体的导电性能可以得到提高,提供更好的电流传导和热量传递。
总结而言,电镀可以通过提供保护作用、改善硬度和耐磨性、改善外观以及提供导电和导热效果等多种方式,为物体表面提供一层金属或合金的镀层。
这些作用使得电镀在许多领域都有重要的应用,为物体的性能和外观提供了显著的改善。
锌合金电镀资料锌合金电镀是一种常见的表面处理技术,广泛应用于金属制品的防腐、美观处理。
本文将介绍锌合金电镀的相关资料,包括基本原理、工艺流程、应用领域以及优缺点。
一、基本原理:锌合金电镀是以金属锌为阳极,待处理金属制品为阴极,在电解液中进行电流传导的电化学过程。
通过电解液中的离子迁移,将锌离子在金属制品表面沉积形成锌合金镀层,起到防腐、美观的作用。
二、工艺流程:1. 清洁:将待处理的金属制品进行清洗,去除表面的油污、氧化物等杂质,保证镀层的附着力和质量。
2. 预处理:将金属制品进行除锈、酸洗等处理,进一步提高表面的清洁度和镀层附着力。
3. 洗涤:用清水将处理过的金属制品进行洗涤,去除残留的处理剂和杂质。
4. 镀层形成:将金属制品浸入含锌离子的电解液中,通电进行电镀反应,使锌离子沉积在金属表面形成锌合金镀层。
5. 后处理:将电镀完毕的金属制品进行清洗、干燥等后续处理,以提高产品的表面光洁度和质量。
三、应用领域:锌合金电镀广泛应用于各个行业,主要包括以下领域:1. 汽车制造业:用于汽车零部件的防腐、装饰处理,提高产品的耐久性和美观度。
2. 五金制品:如门窗、家具等金属制品的表面防腐、装饰处理。
3. 电子电器:电子元器件、电器外壳等产品的表面防腐、导电处理。
4. 通信设备:手机外壳、通信天线等产品的表面装饰和防腐处理。
四、优缺点:锌合金电镀具有如下优点:1. 防腐性强:锌合金镀层能有效防止金属制品的氧化腐蚀,提高产品的使用寿命。
2. 良好的导电性:锌合金具有良好的导电性能,适用于电子电器等需要导电的产品。
3. 装饰性好:锌合金镀层光亮、美观,可提高产品的外观质量。
然而,锌合金电镀也存在一些缺点:1. 镀层厚度难控制:锌合金电镀的镀层厚度难以精确控制,可能会对产品的精度造成一定的影响。
2. 镀层硬度较低:相比于其他电镀方式,锌合金镀层的硬度较低,容易受到划伤。
总结:锌合金电镀是一种常见的表面处理技术,通过电化学反应在金属制品表面形成锌合金镀层,起到防腐、装饰的作用。
电镀的概念及专业术语电镀的概念就是利用电解>原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
电镀时,镀层金属做阳极,被氧化成阳离子进入电镀液;待镀的金属制品做阴极,镀层金属的阳离子在金属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、润滑性、耐热性、和表面美观。
电镀作用:利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。
电镀层比热浸层均匀,一般都较薄,从几个微米到几十微米不等。
通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。
镀层大多是单一金属或合金,如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等;也有弥散层,如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等;还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。
电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料,但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。
电镀原理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正极和负极联接。
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<sup>[1]</sup>。
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。
电解液中的铬离子浓度,需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。
电镀时,阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量,需要适时进行控制。
仿金涂层沉积的原理和方法Demonstrate the principles and methods for deposition of gold-like coatingGroup six: 陈恒陈子云陈琳琳张家豪李杰Catal ogCONTENTSIntroduction1Background2Principles3Methods4Problems and development 5PART ONE IntroductionIntroduction简单金属离子或者络离子通过电化学方法,从其化合物水溶液、非水溶液或者熔融盐中放电还原,沉积到固体或者半导体表面形成金属镀层的过程称为电沉积。
电沉积合金电镀属于合金电镀。
仿金电镀利用电化学的方法使两种或两种以上的金属(也包括非金属)共沉积的过程即称为合金电镀。
PART TOW Background6 Background目的:使物体表面具有真金般的颜色及光泽;对于金属物体起保护作用方法:通过仿金电镀的方法,在物体表面电镀一层合金,在保护物体的同时使之具有美丽的外观。
发展: 为了使得电镀层的颜色更像真金,性质更稳定,由二元合金向多元合金发展;为了减小污染,由含氰电镀向不含氰电镀发展,并在这个过程中优化相关条件,达到性质优良、环境友好的目的。
PART Three Principles0.521V-0.136V-0.763VφCu +/Cu θφZn 2+/Zn θφSn 2+/Sn θ金时析出三种金属形成合使得在电极上不可能同/mol 10*80.7)ln(-0.0136方程:erst 根据电极电势的时0136.0当电极电势为12Cu /Cu L nFRT N V Cu Cu -=+==-+++ααϕϕθ仿金电镀中铜锌锡在阴极上的共沉积,是利用对它们都能配位,而配位剂不稳定常数的差异,一级变更游离配位剂的浓度来实现它们之间的静态电位差接近,同时还要降低电位校正的Zn2+浓度,提高电位较负的Cu+浓度,以此辅助它们之间的静态电位差小于0.2V。
锌合金的主要成份是锌, 还有铝。
它们都是两性金属, 化学稳定性差, 在空气中容易氧化、变色.腐蚀.所以我们首先必须了解电镀或涂装锌合金压铸件表面状态的质量控制1.1工件的几何形状设计锌合金铸件在设计其几何形状时, 尽量避免盲孔深的凹部等结构, 因此, 要求在零件设计时,在不影响外观和使用的部位, 留出便于溶液、气体流动的排泄工艺孔。
这样不仅能很好地实施镀覆, 而且减轻了镀液被污染的程度。
1.2 压铸件的模具设计和压铸工艺锌合金压铸件表面是致密层, 厚度约0.1 mm, 内部则是疏松多孔结构。
在模具设计和采用压铸工艺时, 尽量使工件表面光滑, 减少裂纹、气孔、冷隔缝隙、飞边及毛刺等铸造缺陷。
为此, 必须进行机械清理, 这时应避免损伤表面致密层, 以免露出多孔的基体造成电镀困难,并影响电镀质量。
锌合金压铸时常常使用脱模剂, 对脱模剂的使用和去除应给予一定的重视, 它是影响镀层结合力的因素之一。
1.3 工件的材质选择常用的锌合金材料中用于电镀的有2ZnAl 4-3、2ZnA1 4-1、2ZnAl 4-0.5、2ZnA14 使用最多的牌号为ZnAl-925, ZnAl-903, 但ZnAl-903 比ZnAl-925 更好。
另外, 在压铸时常用一部分回料, 其比例应控制在15%, 最好不要超过20%。
因回料中容易掺杂其他(如硅)成分, 影响镀层的结合力。
若使用回料多的铸件, 电镀时最好用氢氟酸活化。
2、镀前处理2.1 毛坯检验(1) 外观: 查看毛坯表面是否存在裂纹、凸泡、划伤、松孔等严重弊病。
判断这些弊病的程度, 若可以使用机械手段(磨光、抛光等)除去, 可以增加打磨工序。
(2) 材质检验: 查阅锌合金的牌号, 了解使用回料的比例, 测试压铸件的质量, 把工件放置在100-110℃烘箱中保温30min, 查看外表有否凸泡。
2.2 表面的机械清理锌合金压铸件表面存在着铸造缺陷, 必须进行机械清理、磨光和抛光。
合金电镀简介
前言
合金电镀(ALLOY Plating) 的目的是得到较好的物理性质,较优的耐腐蚀性。
美观性、磁性等、他能做热处里,它能取代昂贵的金属,例如锡镍合金可代替金镀层在电子应用。
镍磷,镍钴合金的磁性薄膜应用在计算机内存。
镍铁合金取代昂贵纯镍镀层。
钴钨合金镀层改进铬在高温下的硬度。
合金镀层较难控制,须要更高的技数和经验。
1.合金电镀的原理
两种金属要同时电镀沉积必须电位很接近而且其中的金属能单独被沉积出来。
若两种金属电位相差太多,可以用铬合剂(complexing agents)使电未拉近,例如黄铜电的锌和铜电位相差甚多,加上铬合剂氰化钠就使铜。
锌的电位很接近,一般来说电位相差在200mV就能共同沉积(code-posit)。
影响合金电镀的因素有:
(1) 电流密度:电流密度增加,卑金属含量会增多。
(2) 搅拌:增加贵金属成份。
(3) 温度:温度提高,贵金属成份增加。
(4) pH值:改变镀层物理性质。
(5) 液组成:直接影响镀层成份。
2.合金电镀液中金属离子的补充
合金电镀液中金属离子的补充可用下列方法:
(1) 用合金做阳极。
(2) 用化学药品补充,阳极用不反应阳极(Inert anodes)
(3) 化学药品补充一种金另一种金属用金属阳极,
(4) 用不同金属阳极分别挂在同一阳极棒上
(5) 用不同金属阳极分别挂在不同的阳极棒上
(6) 交替使用不同的金属阳极
3.黄铜电镀(Brass Plating)
黄铜电镀的用途主药用在装饰性,润滑性及橡交附卓性的零件上。
黄色,70~80%铜的黄铜镀液配方:
氰化铜Copper Cyanide 32g/l
氰化锌Zinc Cyanide 10g/l
碳酸钠Sodium Carbonate l
氨Ammonia l
氰化钠Sodium Cyanide 50g/l
pH
温度25-35℃
电流密度dm2
阳极镀层同成份
镀铬中的氰化钠控制镀层合金成份及颜色,氨增加锌含量,碳酸钠做pH 的缓冲剂。
4.青铜电镀
青铜电镀除了装饰性用途外在工乘上如轴承.及热处理防止氮化(Nitriding)上都被应用.有时也被用于镍.银的代用品上.其镀液组成如
下:
氰化铜Copper Cyanide 30g/l
锡酸钾Potassium stannate 10g/l
氰化钾Potassium Cyanide l
氢氧化钾Potassium Hydroxide l
酒石酸盐Rochelle Salts 45g/l
温度145-160F
电流密度1-100A/ft2
阳极铜
5.镍铁合金电镀(Nickel-Iron Plating)
镍铁合金镀铬组成如下:
硫酸镍Nickel Sulfate l
绿化镍Nickel Sulfate 75-225g/l
硼酸Boric Acid l
硫酸铁Ferrous Sulfate l
pH 3-4
温度43-71℃
电流密度搅拌空气
添加剂依指示
阳极镍铁合金
6.锡镍合金电镀(Tin-Nickel Plating)
其配方组成如下:
绿化亚锡Stannous Chloride 49g/l
绿化镍Nickel Sulfate 300g/l
氟酸氨Ammonium Bifluoride 56g/l
氢氧化铵Ammonoium Hedroxide
温度65-71
电流密度100-300A/m2
阳极锡镍合金或分离阳极
7.合金电镀有关的期刊论文
(金属表面技术杂志)
编号论文题目期页
1 无氰黄铜电镀103 69
2 铜及其合金的化成处理61 69
3 锌及其合金的化成处理61 75
4 高铜合金电镀72 49
5 青铜的电镀79 42
6 Fe-Cr-Ni合金的沉积3 10
7 光泽锡铅合金电镀11 23
8 装饰Ni-Fe合金电镀法33 25
9 黄铜电镀35 12
10 Ni-Fe合金镀膜的某些特性资料75 67。