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电镀和化学镀技术

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电镀和化学镀

电镀和化学镀
▪ ⑤搅拌的影响：搅拌增强电解液的流动，降低阴极的浓差 极化，使镀层结晶粗大，但搅拌允许提高电流密度，这可 抵消降低浓差极化的作用，并提高生产率。搅拌还可增强 整平剂的效果。
pH值及析氢的影响
▪ ①pH值的影响：镀液的pH值影响氢的放电电位，碱性夹 杂物的沉淀，沉积金属的配合物或水化物的组成，以及添 加剂的吸附程度。pH值对硬度和应力的影响，可能主要 是通过夹杂物的性质和分布起作用的。
▪ 若按镀层与基体金属之间的电化学性质可分为： 阳极性镀层和阴极性镀层： （1）凡镀层相对于基体金属的电位为负时，镀层是阳极， 称阳极性镀层，如钢上的镀锌层。 （2）而镀层相对于基体金属的电位为正时，镀层呈阴极， 称阴极性镀层，如钢上的镀镍层、镀锡层等。
▪ 若按镀层的组合形式分，镀层可分为： ▪ 单层镀层，如Zn或Cu层； ▪ 多层金属镀层，例如Cu-Sn/Cr，Cu／Ni／Cr镀层等； ▪ 复合镀层，如 Ni-Al2O3，Co-SiC等。
▪ 另外要依据零件加工工艺选用适当的镀层。例如铝合金镀 镍层，镀后常需通过热处理提高结合力，若是时效强化铝 合金，镀后热处理将会造成过时效。此外，要考虑镀覆工 艺的经济性。
电镀的基本原理
▪ 电镀是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原， 并沉积到零件表面形成有一定性能的金属镀层的过程。
▪ 电解液主要是水溶液，也有有机溶液和熔融盐。从水溶液 和有机溶液中电镀称为湿法电镀，从熔融盐中电镀称为熔 融盐电镀。
▪ 7. 特殊添加剂。为改善镀液性能和提高镀层质量，常需 加入某种特殊添加剂。其加入量较少，一般只有几克每升， 但效果显著。这类添加剂种类繁多，按其作用可分为：
特殊添加剂
▪ 光亮剂——可提高镀层的光亮度。 ▪ 晶粒细化剂——能改变镀层的结晶状况，细化晶粒，使镀层致密。例

化学镀和电镀

化学镀和电镀

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。

化学镀与电镀原理的相同点

化学镀与电镀原理的相同点

化学镀与电镀原理的相同点
化学镀和电镀都是一种表面处理技术，目的是在材料表面形成一层金属或合金的保护层，提高材料的耐腐蚀性、导电性或美观性等。

它们的相同点主要包括以下几个方面：
1. 使用的金属盐：化学镀和电镀都是利用金属盐溶液中的金属离子进行沉积。

对于常见的金属如铜、银、镍、锡、铬等，它们的化学镀和电镀都采用类似的金属盐溶液。

2. 沉积机制：无论是化学镀还是电镀，金属离子在溶液中受到还原剂的作用而还原为金属原子，在材料表面上沉积形成金属保护层。

这个沉积过程中，金属原子与基体材料表面形成化学键或金属键，使得金属层与基体材料表面紧密结合，形成一层均匀、致密的镀层。

3. 电子转移：化学镀和电镀都涉及到电子的转移过程。

在电镀中，电源通过电解质溶液引入金属离子，使其在电极上获得电子而还原为金属原子。

而在化学镀中，还原剂也会提供电子给金属离子，使其还原。

综上所述，化学镀和电镀在金属盐的使用、沉积机制和电子转移等方面有许多相同点。

它们都是利用金属离子的还原并沉积形成金属保护层的原理，不同之处主
要在于电镀需要外加电源提供电子，而化学镀则通过添加还原剂实现金属离子的还原。

7电镀和化学镀

7电镀和化学镀

镀层具备良好性能的基本条件：
1、与基体金属结合牢固，附着力好； 2、镀层完整，结晶细致，孔隙少； 3、镀层厚度分布均匀。
7.1 电镀的基本原理与工艺
一、电镀的基本原理

电镀反应是一种典型的电解反应。 电镀：电化学+金属学
金属离子阴极还原时，其沉积电位等于它的平 衡电位与过电位之和。

在电镀中，过电位主要由电化学极化和浓差极 化产生的。
缺点：
可镀制的金属(合金体系)有限； 镀液昂贵，稳定性差，镀制成本高。
化学镀技术在化工、电子、石油等工业中有着极为重要的地位。

还原剂是化学镀溶液中的主要成分之一。

还原剂对镀层的性能有着显著的影响。
化学镀溶液常用的还原剂： 次磷酸盐、甲醛、肼、硼氢化物、胺基硼烷及其衍生物等。

二、化学镀镍


活化：
将敏化处理后的制品浸入含有氧化剂的溶液中，使其表面形成胶体状微粒沉积层 的过程。

还原处理：
用一定浓度的化学镀时所用的还原剂溶液将制品表面残留的催渗剂还原干净，以 免影响后面的化学镀溶液的过程。
预处理完后的非金属制品就可以进行化学镀，在形成一定厚度的 金属镀层以后，再进行电镀，使获得的镀层加厚，即可完成非金属 的电镀。

合金电镀在结晶致密性、镀层孔隙率、外观色泽、硬度、耐蚀性、 耐磨性、导磁性、减磨性和抗高温性等方面远远优于单金属电镀。 一般说来，合金镀层最少合金组分的质量分数应在1％以上。

一、合金电镀的基本原理
实现合金电镀的必要条件： 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； 2、两种金属共沉积时，它们的析出电位要十分接近或相等：
镀层纯度高达99.5％。

电镀与化学镀的区别

电镀与化学镀的区别

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。 化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。 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。 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。化学镀镍技术是采用金属盐和还原 剂,在材料表面上发生自催化反应获得镀层的方法。到 目前为止，化学镀镍是国外发展最快的表面处理工艺之 一，且应用范围也最广。化学镀镍之所以得到迅速发展， 是由于其优越的工艺特点所决定。
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电镀与化学镀之前的 ——区别
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化学镀与电镀从原理上的区别就是电镀的 自催化反应。 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。 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。 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。

电镀与化学镀

电镀与化学镀
金属还原的基本条件和可能性
金属离子还原析出的可能性是获得镀层的首要条件！
5.1 电镀基本知识
法拉第定律和电流效率
➢ 电流通过镀液时，电解质溶液发生电解反应，阴极上 不断有金属析出，阳极金属不断溶解。法拉第定律： 金属的析出(或溶解)量必定与通过的电荷(量)有关。
W kQ kIt
➢ 其中，W为形成产物的质量；k为比例常数，即电化当 量；Q为电量，为电流I与时间t的乘积。
第五章 电镀与化学镀
主要内容
5.1 电镀基本知识 5.2 合金电镀 5.3 复合电镀 5.4 电刷镀 5.5 化学镀
5.1 电镀基本知识
电解与电镀
• 电解：在外加直流电源 的作用下，电解质的阴 阳离子在两极发生氧化 还原反应的过程。
• 阴极（还原反应）：
Cu2+ + 2e ＝ Cu
• 阳极（氧化反应）：
3. 采用特定的添加剂
• 添加剂在镀液中的含量比较少，一般不影响金属的平衡电位；有些 添加剂能显著地增大或降低阴极极化，明显地改变金属的析出电位， 从而对某些金属沉积起作用，实现共沉积。例如添加明胶可使铜、 铝离子实现共沉积。
5.2 合金电镀
合金电镀的特点
1. 与热冶金合金相比：
① 容易获得高熔点与低熔点金属组成的合金，如Sn-Ni。 ② 可获得热熔相图没有的合金,δ-铜锡合金。 ③ 容易获得组织致密、性能优异的非晶态合金，如Ni-P。 ④ 在相同合金成分下，电镀合金与热冶合金相比，硬度高，
影响电镀层质量的基本因素
7. 基体金属
① 基体金属性质：镀层的结合力与基体金属的化学性 质及晶体结构密切相关。
a. 基体金属电位负于沉积金属电位，就难以获得结合良好 的镀层，甚至不能沉积。

电镀、电刷镀与化学镀

电镀、电刷镀与化学镀

4．基体金属的影响
基体金属的化学性质与其和镀层之间结合力密 切相关。在某些电解液中，如果基体金属的电 位负于镀层金属，若不用其它镀层过渡，就不 容易获得结合力良好的镀层。 铸造件和粉末冶金件的表面往往是凹凸不平且 多孔的，零件内孔易积留预处理的溶液，镀件 表面经过一段时间会出现黑色的斑点。 此外，零件在电镀前的脱脂、除锈是否彻底， 也将严重影响镀层的性能。
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二、电镀反应
图 6-1 是电镀过程原理图，被镀 的零件为阴极，与直流电源的 负极相连，金属阳极与直流电 源的正极联接。阳极与阴极均 浸入镀液中。 当在阴阳两极间施加一定电压 时，则在阴极发生还原反应： 即从镀液内部扩散到电极和镀 液界面上的金属离子Mn+从阴极 上获得n个电子，被还原成金属 M。
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主盐浓度的影响
镀液中的主盐浓度高时，电沉积过程中的 浓差极化小，晶核形成速度降低，长大速 度快；所得镀层晶粒较粗。这种影响在简 单盐镀液中尤为明显。 主盐浓度过低时，尽管对提高镀液的分散 能力有利，但镀液允许的电流密度小。此 时、镀液中的导电盐可提高其导电性，增 加阴极极化，对获得结晶细致的镀层有利。
碱性镀液有氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、焦 磷酸盐镀锌等。 中性或弱酸性镀液有氯化物镀锌、硫酸盐 镀锌等； 酸性镀锌有硫酸盐镀锌、氯化物镀锌等。 其中以氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化物 镀锌、硫酸盐镀锌最为常用。
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镀锌层的钝化处理
为了进一步提高镀锌层的防护能力，同时 使其外观更具装饰性，通常要在其表面人 为地形成一层致密的氧化膜，这一过程即 称之为钝化处理(或称铬酸盐处理)。 钝化处理的溶液以六价铬为主要成分，辅 之以其它的无机酸或其盐。改变钝化溶液 的辅助成分及其浓度，可以得到白色或蓝 白色、彩色、黑色、绿色等色调的钝化膜。

电镀与化学镀

电镀与化学镀

模等方面。
镀镍：镀镍可用作表面镀层，也可作为多层电镀的
底层或中间层。
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四、电镀合金
在阴极上同时沉积出两种或两种以上金属，形 成结构和性能符合要求的镀层的工艺过程，称为电 镀合金。合金镀层具有许多单金属镀层所不具备的 特殊性能，如外观、颜色、硬度、磁性、半导体性、 耐蚀以及装饰等方面的性能。此外，通过电镀合金 还可以制取高熔点和低熔点金属组成的合金，以及 具有优异性能的非晶态合金镀层。
提高阴极极化作用。另外，某些有机添加剂在电解液中
形成胶体，会与金属离子络合形成胶体-金属离子型络
合物，阻碍金属离子放电而提高阴极极化作用。
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电流密度的影响
任何电镀液都必须有一个能产生正常镀层的电流密度 范围。当电流密度过低时，阴极极化作用较小，镀层结 晶粗大，甚至没有镀层。随着电流密度的增加，阴极极 化作用随着增加，镀层晶粒越来越细。当电流密度过高， 超过极限电流密度时，镀层质量开始恶化，甚至出现海 绵体、枝晶状、“烧焦”及发黑等。
占用场地也小，设备对场地设施的要求大大降低。
一套设备可以完成多种镀层的刷镀。
镀笔（阳极）材料主要采用高纯细石墨，是不溶性阳极。 石墨的形状可根据需要制成各种样式，以适应被镀工件 表面形状。
刷镀某些镀液时，也可以采用金属材料作阳极。
设备的用电量、用水量比槽镀少得多，可以节约能源、 资源。
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电镀液的覆盖能力：
指电镀液所具有的使镀件的深凹处沉积上金 属镀层的能力。
分散能力和覆盖能力不同，前者是说明金属 在阴极表面分布均匀程度的问题，它的前提是在 阴极表面都有镀层；而后者是指金属在阴极表面 的深凹处有无沉积层的问题。

电镀和化学镀

电镀和化学镀

化学镀镍
用还原剂将镀液中的镍离子还原为金 属镍并沉积到基体金属表面上去的方法称 为化学镀镍。
1. 化学镀镍机理
➢ 原子氢态理论 ➢ 氢化物理论 ➢ 电化学理论
原子氢态理论
H2PO2- + H2O → HPO3- + 2H + H+ ➢ Ni2+ + 2H → Ni + 2H+ ➢ H2PO2- + H → H2O + OH- + P
一、什么是化学镀？ 化学镀是指在没有外电流通过的情况下，利
用化学方法使溶液中的金属离子还原为金属并沉积 在基体表面，形成镀层的一种表面加工方法。
化学镀与电镀相比的优点
➢ 化学镀不需要外电源，设备简单、操作容易，可用于 各种基体，如：金属（钢、铝、镁等）、非金属（陶 瓷、塑料、木材等）及半导体等。
➢ 均镀能力和深镀能力好，无论工件如何复杂（深孔、 凹槽、盲孔等），只要采取适当的技术措施，均可得 到均一的镀层。
化学镀镍磷零件
医学资料
• 仅供参考,用药方面谨遵医嘱
化学还原镀
还原镀是在金属的催化作用下，通过可控制的氧 化还原反应而产生金属沉积的过程。这种方法不是通 过金属的溶解，而是依靠还原剂的化学反应：
Rn+ + MZ+ → R(n+z)＋ + M 在这里还原剂Rn+被氧化成R(n+z)＋，而自由电子 使MZ+还原，还原剂的电位应该显著低于沉积金属的 电位。
活化可将金属表面的氧化物、盐加以去除， 使金属表面容易与后续电镀金属紧密结合。
需要慎重选择合适的酸液及缓蚀剂，避免过 度浸蚀底材。
镀后处理
➢ 钝化处理 是指在一定的溶液中进行化学处理﹐在镀层上形

电镀和化学镀技术的主要工艺流程

电镀和化学镀技术的主要工艺流程

电镀和化学镀技术的主要工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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1. 前处理，包括除油、酸洗、活化等步骤，以去除金属表面的氧化物和杂质，增加电镀层的附着力。

化学镀镍与电镀镍的区别

化学镀镍与电镀镍的区别

化学镀镍与电镀镍的区别
化学镀镍与电镀镍的差别
化学镀与电镀从原理上的差别就是电镀需要外加的电流和阳极，而化学镀是依 * 在金属表面所发生的自催化反响。

化学镀镍层是极为平均的，只需镀液能浸泡获得，溶质互换充足，镀层就会特别平均，几乎能够达到仿形的成效。

电镀没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。

高磷的化学镀镍层为非晶态，镀层表面没有任何晶体空隙，而电镀层为典型的晶态镀层。

电镀因为有外加的电流，因此镀速要比化学镀快得我，同样厚度的镀层电镀要比化学镀提早达成。

化学镀层的结协力要广泛高于电镀层。

化学镀因为大多数使用食等级的增添剂，不使用诸如氰化物等有害物质，因此化学镀比电镀要环保一些。

化学镀当前市场上只有纯镍磷合金的一种颜色，而电镀能够实现好多色彩。

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现代表面工程技术-电镀和化学镀

现代表面工程技术-电镀和化学镀

电镀的电源发展介绍
• 电镀电源经历了四个发展阶段: (1) 直流发电机阶段这种电源耗能大、效率低、噪声 大, 已经被淘汰。 (2) 硅整流阶段是直流发电机的换代产品, 技术十分成 熟, 但效率低, 体积大, 控制不方便。目前, 仍有许多企业使 用这种电镀电源。 (3) 可控硅整流阶段是目前替代硅整流电源的主流电源, 具有效率高、体积小、调控方便等特点。随着核心器件— ——可控硅技术的成熟与发展, 该电源技术日趋成熟, 已获 得广泛应用。 (4) 晶体管开关电源即脉冲电源阶段脉冲电镀电源是 当今最为先进的电镀电源, 它的出现是电镀电源的一次革 命。这种电源具有体积小、效率高、性能优越、纹波系数 稳定, 而且不易受输出电流影响等特点。脉冲电镀电源是 发展的方向, 现已开始在企业中使用。
• • • • • 电镀概念 电镀原理 电源发展介绍 镀层 电镀作用 电镀方式 几种电镀技术 • • • • • • • 化学镀综述 化学镀概念 化学镀特点 仪器与流程 化学镀预处理 化学镀的镀液 化学镀工艺参数的影 响
一、电镀技术
电镀概念
• 电镀(Electroplating)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，是利用电解作用使金属或其它材 料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而 起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光 性及增进美观等作用。
电镀的检验
• 镀端子的检验是电镀完成后不可缺少的工 作，只有检验合格的产品才能交给下一工 序使用。通常驻的检验项目为：膜厚 （thickness）,附着力（adhesion）,可焊性 （solderability）,外观（appearance）,包 装（package）.盐雾实（salt spray test）, 对于图纸有特别要求的产品，有孔隙率测 试（30U”）金使用硝酸蒸气法，镀钯镍产 品（使用凝胶电解法）或其它环境测试。

电镀和化学镀的基本原理

电镀和化学镀的基本原理

电镀和化学镀的基本原理电镀和化学镀，这两个名字听起来是不是有点高大上？它们就在我们日常生活中默默发挥着重要作用，像是隐形的超人，默默守护着我们的金属物品。

电镀，简单来说，就是把一层金属镀在另一种金属表面上，像给它穿上闪亮的新衣服一样。

想象一下，你的老旧饰品，如果能在外面加上一层金光闪闪的镀层，那简直是焕然一新，变成了聚光灯下的明星。

说到电镀，首先得提到一个小小的电池，它就像是整个过程的“电源”。

这个过程其实是通过电流把金属离子从电解液中吸引到需要镀的金属表面。

电流流过，金属离子就开始乖乖地附着上去。

听起来简单吧？可这可不是随随便便就能完成的活。

电镀的环境、温度、时间，甚至电流的强度，都要控制得当，才能保证镀层均匀，光亮如新。

要不然，镀出来的东西要么像豆腐渣，要么就是一片晦暗，谁还敢戴在身上呢？而化学镀嘛，更像是一位魔术师，完全不需要电流的帮助。

它的原理是通过化学反应，让金属离子自发地在物体表面沉积。

想象一下，像是在做美食，先把材料准备好，然后在锅里翻炒，最后出来的成品可是让人垂涎欲滴的。

这种方法特别适合一些复杂形状的物品，电镀可做不到的那些角落和缝隙，化学镀全都能搞定。

结果就是，你的金属物品不仅坚固耐用，还能抵抗氧化，不易生锈。

电镀和化学镀都有各自的“拿手好戏”。

电镀，像是一位讲究时尚的造型师，追求的是表面光鲜亮丽。

它常常用于珠宝、电子产品和汽车零件等需要视觉美感和导电性的地方。

而化学镀，则更注重功能性，常见于工业应用，比如一些需要耐磨、耐腐蚀的设备，简直就是工业界的“耐劳小能手”。

它们就像是兄弟，各有各的特色，但又常常需要互相配合，才能造出更完美的作品。

不过，话说回来，电镀和化学镀在生活中也并非没有小麻烦。

比如电镀，如果控制不当，镀层就可能出现裂纹，甚至脱落，那可真是让人心疼得要命。

而化学镀呢，虽然不需要电流，但反应条件如果不对，镀出来的效果也可能大打折扣，导致镀层粗糙、颜色不均。

这就像是做饭，如果火候掌握不好，做出来的菜可能是“惨不忍睹”。

电镀锌与化学镀镍的特点及区别

电镀锌与化学镀镍的特点及区别

电镀锌与化学镀镍的特点及区别电镀镍有什么特点，化学镀镍有哪些作用，电镀镍和化学镀镍的区别，相信大家看到这些问题之后还没找到一个合适的答案，一般人们认为镀镍只是为了抗腐蚀，但是大家都不知道镀镍除了抗腐蚀还有其他作用！一、电镀镍的特点、性能、用途：1、电镀镍层在空气中的稳定性很高，由于金属镍具有很强的钝化能力，在表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，能抵抗大气、碱和某些酸的腐蚀。

2、电镀镍结晶极其细小，并且具有优良的抛光性能。

经抛光的镍镀层可得到镜面般的光泽外表，同时在大气中可长期保持其光泽。

所以，电镀层常用于装饰。

3、在电镀中，由于电镀镍具有很多优异性能，其加工量仅次于电镀锌而居第二位，其消耗量占到镍总产量的10%左右。

4、镍镀层的硬度比较高，可以提高制品表面的耐磨性，在印刷工业中常用镀镍层来提高铅表面的硬度。

由于金属镍具有较高的化学稳定性，有些化工设备也常用较厚的镇镀层，以防止被介质腐蚀。

镀镍层还广泛的应用在功能性方面，如修复被磨损、被腐蚀的零件，采用刷镀技术进行局部电镀。

采用电铸工艺，用来制造印刷行业的电铸版、唱片模以及其它模具。

厚的镀镍层具有良好的耐磨性，可作为耐磨镀层。

尤其是近几年来发展了复合电镀，可沉积出夹有耐磨微粒的复合镍镀层，其硬度和耐磨性比镀镍层更高。

若以石墨或氟化石墨作为分散微粒，则获得的镍-石墨或镍-氟化石墨复合镀层就具有很好的自润滑性，可用作为润滑镀层。

黑镍镀层作为光学仪器的镀覆或装饰镀覆层亦都有着广泛的应用。

5、镀镍的应用面很广，可作为防护装饰性镀层，在钢铁、锌压铸件、铝合金及铜合金表面上，保护基体材料不受腐蚀或起光亮装饰作用;也常作为其他镀层的中间镀层，在其上再镀一薄层铬，或镀一层仿金层，其抗蚀性更好，外观更美。

在功能性应用方面，在特殊行业的零件上镀镍约1~3mm厚，可达到修复目的。

特别是在连续铸造结晶器、电子元件表面的模具、合金的压铸模具、形状复杂的宇航发动机部件和微型电子元件的制造等方应用越来越广泛。

电镀和化学镀技术的主要工艺流程

电镀和化学镀技术的主要工艺流程

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绿色化学电镀和化学镀

绿色化学电镀和化学镀

绿色化学电镀和化学镀作为一种重要的表面处理技术，电镀和化学镀技术在工业生产和日常生活中广泛应用。

然而，随着环保意识的不断增强和环保法规的不断升级，传统的电镀和化学镀技术所产生的废水和废气排放已经成为一大环保问题。

因此，绿色化学电镀和化学镀技术应运而生。

绿色化学电镀和化学镀技术是指在不使用有害化学物质的情况下，采用新型的化学材料和电化学方法，实现表面处理的一种环保型工艺。

与传统的电镀和化学镀技术相比，绿色化学电镀和化学镀技术具有以下几个优点：一、无污染传统的电镀和化学镀技术所产生的废水和废气排放，其中含有大量的有害化学物质，污染严重。

而绿色化学电镀和化学镀技术所使用的材料无毒、无害，不会产生污染。

二、高效能传统的电镀和化学镀技术耗能大，效率低下，操作过程繁琐。

而绿色化学电镀和化学镀技术采用先进的技术和设备，节省了能源和资源，提高了工作效率。

三、质量稳定传统的电镀和化学镀技术因为操作过程的不稳定性，容易导致产品质量不稳定。

而绿色化学电镀和化学镀技术采用先进的控制技术，能够保证产品质量的一致性和稳定性。

四、广泛适用性绿色化学电镀和化学镀技术可以应用于大部分金属材质的表面处理，适用于各种行业的生产需求。

从金属零部件到电子产品，从汽车制造到家用电器，绿色化学电镀和化学镀技术都有广泛的应用前景。

五、可持续发展绿色化学电镀和化学镀技术以环保和可持续发展为目标，具有非常强的可持续性和长远性。

在绿色化学电镀和化学镀技术的推广过程中，将创造更多的就业机会，并且能够推动产业发展和进步。

总之，绿色化学电镀和化学镀技术是未来发展的趋势，是实现环保和可持续发展的重要举措，是推动产业升级和高质量发展的关键技术。

作为生产企业和消费者，我们应该深入了解并积极推广绿色化学电镀和化学镀技术，为建设美丽中国和世界贡献我们的力量。

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（四）金属的电沉积过程
金属电结晶三步骤对电沉积的影响： 3）在电流密度也相当大，过电位的绝对值很大时，被还 原的金属离子数量很多，在电极表面上形成了大量的吸附 原子。在这种情况下，它们很有可能聚积在一起，形成新 的晶核。而且极化越大形成晶核的几率就越大，速度就越 快，晶核的尺寸也就越小，因而可以获得细致光滑的金属 层。所以在电镀过程中，极需要在晶体生长的同时，还有 大量的晶核形成。电镀时总是设法使阴极电化学极化大一 些。
（一）电镀液组成 1.主盐：能够在阴极上沉积出所要求的镀层金属的 盐。 主盐浓度要有一个适当的范围。 主盐浓度高，溶液的导电性和电流效率一般都较 高，可使用较大的电流密度，加快沉积速度。但是， 主盐浓度升高会使阴极极化下降，出现镀层结晶较粗， 镀液的分散能力下降。 主盐浓度低，则采用的阴极电流密度较低，沉积 速度较慢，但其分散能力和覆盖能力均较浓溶液好。
电镀层的分类 3）功能性镀层： 五、热处理用镀层 为了改善机械零件的表面物理性能，常常需要进 行热处理。但是，如果零件的某些部位，在热处理 时不允许改变它原来的性能，就需要把这个部位局 部地保护起来。例如，防止局部渗碳需镀铜，防止 局部渗氮则应镀锡。
电镀层的分类: 3）功能性镀层： 六、修复性镀层 一些重要的机械零部件，例如各种轴、花键、齿 轮及压辊等，在使用过程中被磨损，或在加工过程 中磨削过度，均可用电镀法予以修复，使其重新发 挥作用。可用于修复尺寸的镀层金属有铜、铁、铬 等。 七、可焊性镀层 一些电子元器件组装时，需要进行钎焊。为了改 善它们的焊接性能，需要镀以锡、银等。
目前，金属镀层的应用已遍及经济活动的各个 生产和研究部门，例如机器制造、电子、仪器仪 表、能源、化工、轻工、交通运输、兵器、航空、 航天、原子能等。
பைடு நூலகம்一）电镀液组成
1.主盐：能够在阴极上沉积出所要求的镀层金属的盐。 根据主盐性质的不同，可将电镀溶液分为简单盐电镀溶液 和络合物电镀溶液两大类。 简单盐电镀溶液中主要金属离子以简单离子形式存在 （如Cu2+、Ni2+ 、Zn2+ 等），其溶液都是酸性的。 在络合物电镀溶液中，因含有络合剂，主要金属离子以 络离子形式存在（如 [Cu(CN)3]2-、 [Zn(CN)4]2-、 [Ag(CN)2]等），其溶液多数是碱性的，也有酸性的。
过电位----某一电流密度下电极电位与平衡电位的差值称为 过电位。
（四）金属的电沉积过程
外电流密度大小决定了电结晶按不同的生长方式进行： 1）在电流密度很小，电极电位偏离平衡电位不远时，金 属离子在阴极上还原的数量不多，吸附原子的浓度较小， 而且晶体表面 上的“生长点”也不太多。因此，吸附原子 在电极表面上的扩散距离相当长，可以从容不迫地进入晶 格，晶粒长得比较粗大。在这种情况下，表面扩散速度控 制着整个电结晶的速度。
阳极极化： （1）电化学极化
由于阳极表面金属氧化速度小于阳极电子通过导线流向 阴极的速度，使得阳极电极电位往正的方向移动，称为电化 学极化。 （2）浓差极化 由于阳极表面的金属离子向溶液中的扩散速度慢，导致 阳极表面金属离子浓度升高，抑制了阳极表面金属氧化速度， 使得阳极表面金属氧化速度小于阳极电子通过导线流向阴极 的速度，导致阳极电极电位往正的方向移动。 无论电化学极化，还是浓差极化，都是使阳极电极电位 向正方向偏移。
电镀层的分类: 3）功能性镀层： 二、抗高温氧化镀层 例如，转子发动机内腔需用镀铬防护，喷气发动 机转子叶片也可采用铬合金镀层。 三、导电性镀层 在电子工业中需要大量使用能提高表面导电性能 的镀层。在一般情况下，可以镀铜或镀银。
电镀层的分类 3）功能性镀层： 四、磁性镀层 在电子计算机设备中的磁环、磁鼓、磁盘、磁膜 等储存部件，均需使用磁性材料。目前多采用以电 镀法形成的镀层来满足这方面的要求。常用的电沉 积磁性合金有Fe-Ni,Co-Ni。
Q — 通过的电荷。
k—比例常数。
I—电流强度。
t—时间。
（二）电镀反应
2.法拉第定律 法拉第第二定律： F=9.65×104C /mol F — 法拉第常数，析出1摩尔物质所需电量。
M — 物质的摩尔质量。
阴极上通过1C电荷所能析出的物质的质量为k =M/F。
k—该物质的电化当量，手册可查找。
（二）电镀反应 3.电流效率 η=（m’/m)×100%= （m’/kIt)×100% 电流效率越高，沉积速度越快。
（二）电镀反应
4.电镀液的分散能力（均镀力） i1 l 1 1 i 2 l1 l 1 i 1 l1 极化率 il 1 1 电位差 l1 i
（二）电镀反应
5.电镀液的覆盖能力（深镀力） 深孔处沉积金属的能力。
（三）电极反应机理
（一）电镀液组成
5.阳极活化剂：提高阳极开始钝化的电流密度， 保证阳极处于活化状态。 在电镀过程中能够消除或降低阳极极化的物 质，它可以促进阳极正常溶解，提高阳极电流密 度。如镀镍溶液中的氯化物，氰化镀铜溶液中的 酒石酸盐等。
（一）电镀液组成
6.添加剂：改善镀层质量。
光亮剂：可以使镀层光亮。如镀镍中的糖精及1，4丁炔二醇； 氯化物镀锌中的苄叉丙酮等。 整平剂：具有使镀层将基体表面细微不平处填平的物质。如镀 镍溶液中的香豆素，酸性光亮镀铜溶液中的四氢噻唑硫酮、甲基 紫等。
（四）金属的电沉积过程
金属电结晶三步骤对电沉积的影响： 2）随着电流密度增大，电极电位变得更负些时，吸附原 子的浓度逐渐增大，晶体表面上的“生长点”也大大增加。 于是吸附原子表面扩散的距离缩短了，表面扩散变得容易 了。此时吸附原子来不及规则地排列在晶格上，而是在晶 体表面上随便“堆砌”，使得局部地区不可能生长太快， 因而获得的晶粒自然细小。这时，表面扩散速度可以变得 比放电速度快得多，因此，整个电结晶过程的速度是受电 化学步骤来控制。
（四）金属的电沉积过程 生长点（生长线）：台阶
和拐角等。在这些位置上 能量较低，吸附原子总是 通过表面扩散优先进入这 些位置，形成晶格。
（四）金属的电沉积（电结晶）过程
电沉积需要在一定的过电位下才能进行。例如电镀镍， 在平衡电位下，Ni的氧化速度相等与Ni2+的还原反应速度相等， Ni的晶核不可能形成。只有在阴极极化条件下，即比平衡电位 更负的电位下，才能形成Ni的晶核。所以说，为了产生金属晶 核，需要一定的过电位。而且过电位的绝对值越大，金属晶核 越容易形成，越容易得到细小的晶粒。
如：镀锌层，防护钢铁材料免遭大气腐蚀。
2）装饰性镀层：如仿金镀层等。
第四章 电镀和化学镀
4.1 电镀
电镀层的分类： 3）功能性镀层： 一、耐磨和减磨镀层 多采用镀硬铬，如各种轴和曲轴的轴颈、印花 辊的辊面、发动机的汽缸内壁和活塞环、冲压模具 的内腔等。 减磨镀层多用于滑动接触面。在这些接触面上 电镀一层能起固态润滑剂作用的韧性金属（减磨合 金），就可以减少滑动摩擦。这种镀层多用在轴瓦 和轴套上，如镀锡、Sn-Pb合金等。
阴极极化：
（1）电化学极化 由于阴极表面金属离子的还原速度小于阴极电子的供 给速度，使得阴极电极电位向负方向偏移，称为电化学极 化。 （2）浓差极化 由于溶液中的金属离子向阴极表面的扩散速度慢，导 致阴极表面金属离子浓度低，阴极表面金属离子的还原速 度小于阴极电子的供给速度而产生的极化。 无论电化学极化，还是浓差极化，都是使阴极电极电位 向负方向偏移。
2）赋予制品表面某种特殊功能，例如提高耐腐蚀 性、硬度、耐磨性、导电性、磁性、钎焊性、抗高温 氧化性、减小接触面的滑动摩擦、防止钢铁件热处理 时的渗碳和渗氮等； 3）提供新型材料，例如制备具有高强度的各种金 属基复合材料，合金、非晶态材料，纳米材料等。
电镀层的分类(按照镀层的使用目的来分类) ：
1）防护性镀层：提高金属制品的耐腐蚀能力。
（五）影响电镀质量的因素 1. PH值的影响 2. 添加剂的影响 3．电流密度的影响 4．电流波形的影响 5．温度的影响 6．搅拌的影响
二、电镀金属
（一）镀锌 用途：装饰、耐腐蚀 锌是一种银白微带蓝色的金属。金属锌较脆，锌的硬度低， 耐磨性差。镀锌层占电镀行业的50%。 锌镀层主要镀覆在钢铁制品的表面，作为防护性镀层。在 汽油或含二氧化碳的潮湿空气中也很稳定。 锌的标准电极电位为 -0.76V ，比铁的电位负，因此，钢铁 基体上的锌镀层在一般腐蚀介质中形成锌一铁原电池时，锌 镀层是阳极，会对钢铁基体起到电化学保护作用。
（一）电镀液组成 3.附加盐（导电盐）：主要用于提高溶液的电导率。 包括酸、碱和盐。如酸性镀铜溶液中的H2SO4； 及氯化物镀锌溶液中的KCl，NaCl；氰化物镀铜溶 液中的NaOH等。 导电盐的含量升高，可改善镀液的深镀能力和镀 液的分散能力。但导电盐的含量升高会降低其它盐 类的溶解度，对于添加较多活性剂的溶液，导电盐 含量不能太高。
4.1 电镀
电镀是一种表面加工工艺，它是利用电化学方法 将金属离子还原为金属，并沉积在金属或非金属制品 的表面上，形成符合要求的平滑致密的金属覆盖层。
电镀的实质是给各种制品穿上一层金属“外衣”， 这层金属“外衣”就叫做电镀层，它的性能在很大程 度上取代了原来基体的性质。
电镀的目的主要有三：
1）赋予制品表面装饰性外观；
1.电极电位（图4-2） M 2+ +2e→M
标准电极电位（溶液温度25 ℃， 金属离子浓度为 1mol/L）。 标准电极电位表4-1
标准电极电位的高低反映了 金属的氧化还原能力。
（三）电极反应机理
2. 极化 当电流通过电极时，电极电位偏离平衡电极 电位，称为极化。
（1）电化学极化 （2）浓差极化
（四）金属的电沉积（电结晶）过程
电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反 应还原成金属原子并在阴极上进行沉积的过程。 金属电结晶过程分为以下三个步骤： （1）液相传质步骤 金属离子（或金属络离子）通过液相传 质自溶液本体运动到电极表面附近（以扩散方式进行）； （2）电化学步骤 到达电极表面的金属离子失去部分水化膜， 并得到电子，形成能够在晶体表面自由移动的原子（又称吸附 原子）； （3）电结晶步骤 金属原子到达金属表面后，按一定规律排 列形成新晶体的过程。