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第3章 单金属电镀 学习目标 ●了解电镀的基本知识、具体镀种的性质、适用的场合及其作为镀层的特点，了解镀液的配制方法； ●理解电镀工艺条件变化对镀层的影响、导致镀层故障的原因及排除方法，理解具体镀种电镀基本原理、镀液的维护、镀液的组分及各组分的作用； ●掌握电极电位、极化、析出电位、超电位等基本概念，掌握金属的沉积过程、被镀工件的几何形状、极化等因素对电流分布的影响； ●通过学习，能基本掌握单金属电镀的操作技能。
3畅1 概述 一、电镀工业的发展概况 电镀总体来说是对工件表面进行防护、装饰以及获得某些特殊功能的一种表面工程技术。
最早的电镀文献始于意大利Ｂｒｕｇｎａｔｅｌｉ教授于１８００年提出的镀银工艺和他于１８０５年提出的镀金工艺，但没有在工业中应用。
１８４０年，英国Ｅｌｋｉｎｇｔｏｎ申请了氰化镀银的第一个专利，并用于工业生产，这是电镀工业的开始，后续镀铜、镀镍、镀锌、镀铬等镀种蓬勃发展，使电镀逐步发展成为完整的电化学工程体系。
两次世界大战和不断发展的航空业推动了电镀工业的进一步发展和完善，包括镀硬铬、铜合金电镀、氨基磺酸镀镍以及其他许多电镀镀种均发展起来。
电镀设备也从以前手动操作的沥青内衬木制槽进步到现代机械化、自动化的设备，采用微机控制和自动监控的电镀生产对镀液中的关键组分实现实时监控，各种参数维持在最佳工艺状态，提高了镀层质量，保证了镀层的成品率，而且操作者远离镀槽，减少了被污染伤害的可能性。
目前，生产中的电镀品种包括１０多种单金属电镀、２０多种合金电镀，此外进行过研究的合金电镀层有２５０多种。
电镀行业是一个重污染行业，随着科学技术和工业的迅速发展，人们对自身的生存环境提出了更高的要求。
１９８９年联合国环境规划署工业与环境规划中心提出了“清洁生产”的概念，电镀行业急需改变落后的工艺，采用符合“清洁生产”要求的新工艺。
在电镀生产中研发各种低毒、无毒的电镀工艺，如无氰电镀、代六价铬电镀、代镉电镀、无氟无铅电镀，并改革工艺流程，从源头和过程中减少污染物的产生。
化学镀和电镀化学镀和电镀是常见的金属表面处理技术，被广泛应用于工业生产和科学研究领域。
它们通过在金属表面形成一层均匀、致密、具有良好附着力的金属薄膜，提高金属的耐腐蚀性、耐磨性和美观性。
化学镀是利用化学反应在金属表面生成金属薄膜的技术。
在化学镀过程中，首先需要准备化学镀液，它通常由金属盐溶液、络合剂、还原剂和调节剂等组成。
然后，将待镀金属作为阴极，将镀液中的金属离子还原成金属原子，并在金属表面析出形成金属薄膜。
化学镀的优点是可以在复杂形状的物体表面均匀镀覆，且镀层的厚度可以控制。
常见的化学镀技术有铜化学镀、镍化学镀和铬化学镀等。
电镀是利用电解作用在金属表面生成金属薄膜的技术。
在电镀过程中，需要将金属制品作为阴极，放置在电解槽中的镀液中，同时加上直流电源。
镀液中含有金属盐溶液和其他添加剂，通过电解作用将金属离子还原成金属原子，并在金属表面析出形成金属薄膜。
电镀的优点是可以获得较厚的镀层，并且具有良好的附着力。
常见的电镀技术有铜电镀、镍电镀和铬电镀等。
化学镀和电镀在工业生产中有着广泛的应用。
它们可以改善金属制品的表面性能，延长使用寿命。
化学镀和电镀可以提高金属制品的耐腐蚀性，使其不易受到氧化、腐蚀和变色等损害。
同时，它们还可以增加金属制品的硬度和耐磨性，提高其使用寿命。
此外，化学镀和电镀还可以改变金属制品的外观，使其具有更好的美观性和装饰性。
然而，化学镀和电镀过程中也存在一些问题。
首先，镀液中的化学物质对环境具有一定的污染性，需要合理处理和回收。
其次，化学镀和电镀过程需要耗费大量的能量和资源，对能源和资源的消耗也需要引起重视。
此外，金属镀层的质量和稳定性也是需要关注的问题，不合格的镀层会影响金属制品的使用效果。
化学镀和电镀是重要的金属表面处理技术，它们可以在金属表面形成均匀、致密、具有良好性能的金属薄膜。
化学镀和电镀可以改善金属制品的耐腐蚀性、耐磨性和美观性，提高其使用寿命。
然而，化学镀和电镀过程中也存在一些问题，需要合理处理和解决。
化学镀和电镀的知识点电镀镍与化学镀镍的区别1. 化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果。
2. 化学镀目前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色，而电镀可以实现很多色彩。
3. 化学镀是依靠在金属表面所发生的自催化反应，化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极。
4. 化学镀过以对任何形状工件施镀，但电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀。
5. 电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得我，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。
6. 高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀层。
7. 化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。
8. 化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。
关于化学镀镍层的工艺特点：1. 厚度均匀性厚度均匀和均镀能力好是化学镀镍的一大特点，也是应用广泛的原因之一，化学镀镍避免了电镀层由于电流分布不均匀而带来的厚度不均匀，电镀层的厚度在整个零件，尤其是形状复杂的零件上差异很大，在零件的边角和离阳极近的部位，镀层较厚，而在内表面或离阳极远的地方镀层很薄，甚至镀不到，采用化学镀可避免电镀的这一不足。
化学镀时，只要零件表面和镀液接触，镀液中消耗的成份能及时得到补充，任何部位的镀层厚度都基本相同，即使凹槽、缝隙、盲孔也是如此。
2. 不存在氢脆的问题电镀是利用电源能将镍阳离子转换成金属镍沉积到阳极上，用化学还原的方法是使镍阳离子还原成金属镍并沉积在基体金属表面上，试验表明，镀层中氢的夹入与化学还原反应无关，而与电镀条件有很大关系，通常镀层中的含氢量随电流密度的增加而上升。
3. 很多材料和零部件的功能如耐蚀、抗高温氧化性等均是由材料和零部件的表面层体现出来，在一般情况下可以采用某些具有特殊功能的化学镀镍层取代用其他方法制备的整体实心材料，也可以用廉价的基体材料化学镀镍代替有贵重原材料制造的零部件，因此，化学镀镍的经济效益是非常大的。
化学镀与电镀的区别
原理：原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极;而化学镀是依靠
在金属表面所发生的自催化反应..
厚度：电镀层厚度大于化学镀层
均匀性：化学镀镍层是极为均匀的;只要镀液能浸泡得到;溶质交换充分;镀层就会非常均匀;几乎可以达到仿形的效果..
适用性：电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀;但化学镀过
以对任何形状工件施镀..
晶态：高磷的化学镀镍层为非晶态;镀层表面没有任何晶体间隙;而电镀层为典型的晶态镀层..
速度：电镀因为有外加的电流;所以镀速要比化学镀快得多;同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成..
结合力：化学镀层的结合力要普遍高于电镀层..
环保：化学镀由于大部分使用食品级的添加剂;不使用诸如氰化物等有
害物质;所以化学镀比电镀要环保一些..
颜色：化学镀目前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色;而电镀可以实现
很多色彩..
氢脆：电镀存在氢脆现象;而化学镀没有
功能镀层：化学镀可以镀上功能镀层;价格也低廉;电镀则不能镀上功能镀层
热变形：化学镀不存在;电镀存在
可控性：化学沉积层的厚度可控;其工艺简单;操作方便;温度低;成本比其它表面处理防护低;适用于在中、小型工厂或小批量生产..。
电镀铜的性能分析及影响因素（作者）摘要：关键词：英文摘要：0 绪论●电镀和化学镀概述在国民经济的各个生产和科学发展领域里，如机械、无线电、仪表、交通、航空及船舶工业中，在日用品的生产和医疗器械等设备的制造中，金属镀层都有极为广泛而应用。
世界各国由于钢铁所造成的损失数据是相当惊人的，几乎每年钢铁产量的，三分之一由于腐蚀而报废，当然电镀层不可能完全解决这个问题，但是良好的金属镀层还是能在这方面做出较大贡献的。
电镀和化学镀则是获得金属防护层的有效方法。
化学镀方法所得到的金属镀层，结晶细致紧密，结合力良好，它不但具有良好的防腐性能，而且满足工业某些特殊用途。
●化学镀与电镀的优缺点化学镀与电镀比较具有以下优点：（1）镀层厚度比较均匀，化学镀液的分散力接近百分之百，无明显的边缘效应，几乎是基材形状的复制因此特适合形状复杂工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件内壁等表面施镀。
电镀法因受力线分布不均匀的限制是很难做到的。
（2）通过敏化、活化等前处理化学镀可以在非金属（非导体）如塑料、玻璃、陶瓷及半导体材料表面上进行，而电镀发只能在导体表面上进行。
因此，化学镀工艺是非金属表面金属化的常用方法。
也是非导体材料电镀前作导电底层的方法。
（3）工艺设备简单，不需要电源、输电系统及辅助电极，操作时只需要把工件正确的悬挂在镀液中即可。
（4）化学镀是靠基体材料的自催化活性才能起镀，其结合力一般优于电镀。
镀层有光亮或半光亮的外观。
晶粒细、致密、孔隙率低。
某些化学镀层还具有特殊的物理性能。
电镀也具有其不能为化学镀代替的优点：（1）可以沉积的金属及合金品种远多于化学镀。
（2）价格比化学镀低得多。
（3）工艺成熟，镀液简单、易于控制。
化学镀铜的应用领域及进展铜具有良好的导电、导热性能，质软而韧，有良好的压延性和抛光性能。
为了提高表面镀层和基体金属的结合力，铜镀层常用作防护、装饰性镀层的底层，对局部渗碳工件，常用镀铜来保护不需要渗碳的部位。
1）印刷线路板通孔金属化处理目前化学镀铜在工业上最重要的应用是印刷线路板(PrintedCircuit Board，简称PCB)的通孔金属化过程，使各层印刷导线的绝缘孔壁内沉积上一层铜，从而使两面的电路导通，成为一个整体。
电镀是一种电化学过程，也是一种氧化还原过程。
电镀镍的优点是镀层结晶细致、平滑光亮，内应力小，与草次金属化层结合力强。
电镀镍的缺点：1.受金属化瓷件表面的清洁和镀液纯净程度的影响大，造成电镀后金属化瓷件的缺陷较多，例如起皮、起泡、麻点、黑点等
2.均镀能力差。
极易受电镀挂具和在镀缸中位置不同的影响。
3.对于形状复杂或由细小的深孔或盲孔的瓷件不能获得较好的电镀表面。
化学镀镍：
无电镀或自催化镀。
它是一种不加外在电流的情况下，利用还原剂在活化零件表面上自催化还原沉积得到镍层。
当镍层沉积到活化零件表面后由于镍具有自催化能力，所以该过程将自动进行下去，一般化学镀镍得到的为合金镀层。
常见的是Ni-P合金和Ni-B合金
优点：不用电源，厚度均匀致密，针孔烧，均镀好，能在复杂零件表面沉积，深镀能力强，抗腐蚀性能好，镀镍速度快，厚度可达10-50微米。
镀层在烧氢后无起皮、起泡等
缺点：镀层为非晶的层状结构，虽然进行热处理后，镀层结晶化，其层状结构逐渐消失，但是对陶瓷-金属封接件的抗拉强度有所降低。
2.镀液的成本高、寿命短、耗能大
3.镀液对杂质敏感、需经常处理，因而使工艺的可操作性能变的相对复杂。
