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表面活性剂在电镀中的应用研究

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Ｃ氟化石墨进行分散电镀时加入（ Ｏ Ｎ
ＣＨ ） Ｉ 可获得 良 切削工具等的耐磨损能力。 镀装饰铬是用于 （ Ｒ） 阳离子表面活化剂，
保护和装饰外露零部件。 镀铬时容易产生铬 好的Ｎ 一（Ｆ ｎ ｕ Ｃ ） 分散电镀 ， ｉ Ｃ ）—Ｃ 一（Ｆ ｎ 电 酸盐雾。 为了防止镀铬时产生烟雾， 需在镀铬 镀薄膜具有很好的润滑性， 可用于轻负荷的
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表面活性剂在电镀中的应用研究
装甲兵技术学院 刘先黎 王宝山 朱晓刚
摘 要 本文研究了在电镀液中所需加入的添加荆， 着重研究了在镀锌和 锌合金、 镍和镍合金、 铬、 锡、 镉及分散电 镀中的表面活性荆及其作用。 关键词 电镀 表面活性剂 电镀过程是用电解的方法在金属制品表 加其表面硬度， 以及达到装饰等目 为顺利 的。 镀镍和镍铁合金， 主要是用于轻工金属
润湿剂和应力消除剂等。 由这些成分可 电镀溶液中的作用大致可分为配位剂、 平剂、 表面 活性剂等。 镀液中所使用的表面活性剂， 电 按 复配成各种名称的光亮剂或复合光亮剂。初 其特性可用作光亮剂、 分散剂、 润湿剂、 烟雾 级光亮剂一般采用具有表面活性剂的芳香族 磺酸盐； 次级光亮剂大都是炔醇与环氧化物 仰制剂等。
装饰性镀层。 在电镀液中加入光 面覆盖一层其他金属以防止制品的腐蚀， 制品的防护、 增
亮剂可以省去繁重的人工抛光工序。 镀镍和
～７ 包 地实现金属电镀， 在电镀液中需要加入添加 镍铁合金的光亮剂大都含有 ４ 种成分， 次级光亮剂、 辅助光亮剂、 整 剂。 电镀添加剂大部分为有机化合物， 按其在 括初级光亮剂、
电刷镀技术 ２０ №ｌ ０２ 二
唑啉型表面活性剂和羰基化合物。添加平平 加能明显提高阳极极化作用 ， 使镀层结晶致
密， 光亮。
２ 镀镍和镍铁合金
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在镀液中形成胶束， 其聚集数为 １０ ０以 剂， 加入磺化辛醇做分散剂， 能显著提高锡镀 性剂， 层的光亮度。以甲醛和邻苯胺的缩合物做增 光剂， 用辛基硫酸钠做分散剂加入镀锡溶液 中， 可制得光亮电 镀层的镀锡液。 用甲醛和邻 甲苯胺的缩合物做增光剂， 以醚型非离子表 面活性剂， 如壬基酚聚氧乙烯醚或异辛醇聚 氧乙烯醚做分散剂， 可得到不需进行抛光加 锡液中加入异辛基酚聚氧乙烯（０醚和异辛 １） 基酚聚氧乙烯醚的二乙氨基 甲醚季铵盐混 合， 可使锡镀层整平， 光亮度增高， 结晶致密。 在镀低锡铜合金时， 通常采用氰化物镀液， 需 加入非离子 Ｏ Ｐ乳化剂， 镀层光亮度高。
相适应， 使电镀液应具有 良 好的稳定性和最 参考文献略
在酸性镉电镀液中加入烷基或芳香的长 佳的使用效果。
电镀层 ， 在加入约 ５． －这种高分子表面活 ｇＬ １
电尉镀技术 ２０ №１ ０２
１ 镀锌和镀锌合金
镀锌广泛用于黑色金属制品电镀， 在制
加成生成的醚类或其磺酸盐； 辅助光亮剂的
分子一般都含有一Ｓ 。 ｏ 一结构， 这类添加剂 可以与其他添加剂配合使用， 除具有初级光
还具有防止或显著减少针孔的 品表面生成一层锌防腐蚀膜。 在电 镀中镀锌 亮剂作用外， 与初级和次级光亮剂配合使用可以加 的用量也最大， 占各种金属总 电镀量的 约 作用， 能减少次级光亮剂的消 ５ 。 ０ 镀锌工艺分碱性锌酸盐镀锌、 碱性氰化 快光亮和整平速度， 多种光亮剂与辅助光亮剂复陪使用， 由 物镀锌、 碱性氯化铵镀锌、 酸性氯化钾镀锌 耗量。
迅速逸去， 而防止镀层产生针孔， 提高镍镀层 的防腐蚀性能， 还可提高镍层的覆盖力和柔
降低硬度。在快速电镀中， 应使用低泡 Ｄ ｗａ， ｏ ｆ 用于润湿剂， ｘ 可使锌镀层光亮度增 软性、 如 一乙基已硫酸钠、 高。 除碱性锌酸盐镀锌外， 也常用碱性氰化物 表面活性剂做润湿剂， ２
液中添加耐铬酸性能良好的表面活性剂， 使 滑动部件电镀。
镀液的表面张力减至 ２Ｎ ｍ １ ５ ． －铬酸盐雾明
显减少 。
由于金属种类不同， 工业上使用的电镀 液也有各种不同的组成， 电极沉积条件也各
不相同， 所以选用的表面活性剂必须与工艺
５ 镀镉
链聚醚非离子表面活性剂， 良 可获 好的光亮
烯醚和烷基酚聚氧乙 烯醚等。 镀锌。 在酸性镀锌法中， 需添加聚醚型非离子 脂肪醇聚氧乙 表面活性剂或磺酸型阴 离子表面活性剂和咪
３ 镀锡
镀锡主要用于薄钢和铜炊具。 镀锡的薄
钢板为马口铁用于食 口罐头包装容器的制 造， 铜炊具镀锡主要是铜火锅内部镀锡。 在镀 锡用的硫酸亚锡电镀液中加入木焦油做增光
离子表面活化剂或 Ｄ ｉ ｏｈｒＡ ａ—ｔｐ ｏ Ｎ荧光性
工的光亮镀锡液。在三磷酸盐络合物电解镀 氧化物、 碳化物等非金属物质均匀分散共析
４ 镀铬
镀铬主要用于机械制造、 汽车、 火车及 自
阳离子表面活性剂， 能使镀镍中 Ａ ＴＯ ｌ 、 ｉ Ｏ 的 共析量增多。在镀镍或镀铜的电镀液中加
等。
于他们之间有协同效应， 可获的良 好的效果。
在碱性锌酸盐镀锌中， 电镀液中所用的 在镀镍液中加入表面活性剂做为润湿剂以改 促使氢气从阴极表面 光亮剂， 国内主要用国产的Ｄ Ｅ和Ｄ Ｅ 辅助 Ｐ ； 善对镀件表面的润湿， 光亮剂国内主要用国产 Ｋ 一７ Ｚ 一８ ； Ｒ 和 Ｂ ０ 在锌酸盐 电镀 液和焦磷盐 电镀 液 中添加
上， 这种胶束在阴极表面形成吸附薄膜， 阻碍
阳离子向电极表面扩散， 可以得到微细均匀 的电沉积结晶， 电镀层光亮度好。
６ 分散电镀
利用电镀或化学镀使金属基料中的金属 的方法称为分散电 镀。表面活性剂在分散电 镀中起重要作用， 如在 Ｃ —Ａ ｕ １ 的分散电 Ｏ 镀中加聚胺或聚亚胺等阳离子表面活化剂， 能促使 Ａ ｌ 粒子的共析反应。 ｉ ＴＯ 的 Ｏ Ｎ — ｉ 分散电镀中， 加入十二烷基三甲基氯化铵阳

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表面活性剂在电镀中的实际应用

表面活性剂在电镀中的实际应用

• 型有关。亲水基团在种类和结构亡的改变远比 亲油用
• 要大，所以，表面活性剂一般以亲水基团的结 构为依据来分类。按亲水基是否荷电将表
• 面活性剂分为离子型和非离子型两大类。离子 型表面活性剂的分子在水中能电离，形成 • 带正电荷、带负电荷或者同时既带正电荷又带 负电荷的离子。
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 原则上讲，凡是能降低表面张力的物质都具有 表面活性，然而表面活性剂则是指能 • 显著降低溶剂(一般为水＞表面张力和液—液 。 界面张力并具有一定结构、亲水亲油特性 • 和特殊吸附性能的物质。
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 表面活性剂之所以能显著降低表面张力和液— 液界面张力的原因在于其具有亲水亲
• 使得镀层结晶细化，改变了镀层的机械物理性 • 能。下面就表面活性别在电镀中的应用作简单的阐述。 • (1)在碱性除油中的应用 金属工件在电镀前．首先 必须除油清洗，使之表面干 • 净，否则，沉积层在表面结合不良，严重时甚至得不 到沉积层。典型的碳钢零件除油液 • 配方：氢氧化钠20—30g／L，磷酸三钠30一40s／L， 碳酸钠30一40s／L，oP乳化剂1— • 2g／L．30一50℃。
表面活性剂在电镀中的实 际应用
• 工件表面的油污有动、植物油脂和矿物 油类。动、植物油脂在碱性溶液中可以 发生
• 皂化反应，形成水溶性的肥皂和甘油而 去除；而矿物油或其他不皂化油则不能 用碱使之化学分解，必须借助表面活性 剂的作用才能从金属表面除去。
• 表面张力，使阴极电沉积过程及析氢过程容易 进行，防止镀层产生凹痕、麻点和针孔。②表 面活性剂在沾有油污的固体表面吸附，使得固 体表面油污润湿、渗透、乳化、分
• 散，从而除去油污。②表面活性剂的憎水基在 电极—溶液界面的定向吸附形成双电层， • 提高了电极反应的过电位，增加了极化，
表面活性剂在电镀中的应用

表面活性剂在电镀中的应用

表面活性剂在电镀中的应用1、表面活性剂与电镀表面活性剂工业是由油脂化工和石油化工发展衍生出的新兴化学工业,属于精细化工范畴。

表面活性剂工业与国民经济发展和人民生活水平的提高有着密不可分的重要关系。

表面活性剂的应用领域十分宽广且还在不断扩大。

其影响和重要性为人们所瞩目。

表面活性剂在稀溶液中,对不同界面具有吸附、配位、形成胶团和降低表界面张力的特性。

由此产生渗透润湿、乳化、分散、加溶、泡沫、洗涤等多种功能。

利用这些功能于工业、农业、环境和人民生活等方面可得到奇异的效果。

产生巨大的社会效益和经济效益。

表面活性剂在电镀工业,也有其特殊作用。

其效果表现在以下若干方面：扩宽电镀液pH值、温度和电流密度的使用范围；对电镀中析出的金属粒子具有良好的分散性,有利于提高镀件表面的平滑和光亮度；降低表界面张力有利于对镀件的润湿；促进在阴极表面产生的氢气尽快离脱可防止镀件产生凹痕和针孔；经过表面活性剂清洗的镀件,其电镀效果明显改善。

可以节省耗电量。

据国外资料介绍，在电镀行业中常用表面活性剂有：琥珀酸二辛酯磺酸钠系列（Aerosol）；脂肪醇硫酸醋盐系列（Duponol）；支链脂肪醇硫酸醋盐系列（Tergitol）；烷基芳基磺酸盐系列（Nacconol）；烷基萘磺酸盐系列（Alkanol）；烷基芳基酚醚硫酸酯盐系列（Triton720）；脂肪醇聚氧乙烯醚系列（TritonNE）；壬基酚聚氧乙烯醚系列（TritonN）。

2、表面活性剂与电镀添加剂电镀是利用电化学原理,将不易腐蚀的金属覆盖于其它金属表面,防止其腐蚀达到保护和装饰的目的。

为顺利达到电镀目的,获得优质的光亮镀件,通常要在镀前对镀件表面油污和锈蚀进行除油除锈处理。

在电镀液中还要加入电镀添加剂。

添加剂可分为络合剂、整平剂、除杂剂、光亮剂、表面活性剂等。

其中最重要的是表面活性剂和光亮剂。

除油剂金属表面常附有油污和其它不洁物,影响电镀时金属离子的沉积,因此镀件必须除油、除锈以保证镀件表面有良好镀层。

电镀工艺：表面活性剂及其在电镀中的应用

电镀工艺：表面活性剂及其在电镀中的应用

电镀工艺：表面活性剂及其在电镀中的应用
现代电镀网3月22日讯：
表面活性剂是金属表面处理领域重要的原材料之一，也是绝大多数电镀添加剂不可缺少的组成之一。

在电镀的整个工艺过程中，如镀前处理的化学脱脂、酸洗除锈、电解脱脂、基体活化到电镀中单金属、合金电镀用的添加剂、镀后处理的防镀层变色剂、镀层保护膜乃至电镀废水处理，几乎都得用到它。

广泛范围的应用得益于表面活性剂的特殊化学结构并由此而得到特殊性质。

①表面活性剂的加入使电镀溶液表面张力下降，使阴极电沉积过程伴随着的析氢过程来得容易。

防止了镀层产生凹痕、麻点和针孔，使镀层与基体结合力好。

②表面活性剂水溶液在沾有油污的固体表面吸附，使得固体表面油污润湿、渗透、乳化、分散，从而去除油污。

③表面活性剂具备亲水基和憎水基，憎水基在电极界面的定向吸附形成双电层，往往提高了电极反应的过电位，加大了电沉积过程的极化。

使得镀层结晶细化，有的改变了镀层的内应力、硬度、延展性等机械物理性能。

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④表面活性剂在气／液界面上的定向吸附，形成了一层致密的表面液膜，加之某些表面活性剂的起泡作用形成泡沫层，阻止了酸雾的逸出。

表面活性剂的增溶、分散特性帮助某些不溶于水的主光亮剂分子在溶液中分散，它们之间协同效应可获得光亮、整平性好的镀层。

某些阳离子表面活性剂使镀液中的固体微粒带正电荷，并在微粒表面形成一层保护膜，降低了固体微粒的表面张力，有效地防止了固体微粒在溶液中聚集成团，使固体微粒在溶液中分散均匀，并随着金属的电沉积均匀地镶嵌在镀层之中，实现复合电镀的目的，赋予镀层特殊的功能应用。

第9章 表面活性剂在电镀和化学镀中的应用

第9章 表面活性剂在电镀和化学镀中的应用

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概述
2.表面活性剂在电镀工艺中的作用
(1)拓宽电镀液的pH值、温度和电流密度的使用范围
(2)对电镀中析出的金属粒子具有良好分散作用，有利于提
高镀件表面的平滑和光亮度
(3)降低表面张力，有利于对镀件的润湿。促进在阴极表面
产生的氢气尽快脱离，防止镀件产生凹痕和针孔
(4)提高前处理过程中除油、除锈的效果
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表面活性剂在电镀工艺中的应用
9.2.1 被镀零件的镀前预处理 1.除油 (1)化学除油 ②乳化液除油 在煤油、汽油或其他有机溶剂中加入一些表面活性剂和
水，搅拌制成乳化液。这种乳化液有很强的脱脂能力，特 别对重油的去除有显著作用，脱脂效果接近有机溶剂，且 克服了有机溶剂易燃、易挥发的缺点。 常用表面活性剂有十二烷基二乙醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯 醚、十二烷基醇酰胺磷酸酯、N、N-油酰甲基牛磺酸钠、甲 氧基脂肪酰胺苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钠、油酸 三乙醇胺、十二烷基苯磺钠和烷基苯磺酸铵等。
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表面活性剂在电镀工艺中的应用
9.2.1 被镀零件的镀前预处理 1.除油 (1)化学除油 ①碱液除油
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概述
1. 电镀液的组成 主盐：指沉积金属的盐类，电镀溶液中的主盐可以是单盐
或络盐。 络合剂：作为配体与金属离子形成络合物，改变镀液的电
化学性质和金属离子沉积的电极过程，对镀层质量有很大 影响，是镀液的主要成分。 导电盐：为了提高电镀溶液的导电能力，降低槽端电压， 提高工艺电流密度，加入导电能力较强的物质。 缓蚀剂：在弱酸碱性镀液中加入适当的缓蚀剂 ，使镀液有 自行调节pH值的能力，保持溶液的稳定性。 阳极活化剂：在电镀过程中金属离子是不断消耗的，大多 数采用可溶性阳极来补充，使在阴析析出的金属与阳极溶 解量相等，保持镀液成分平衡加入活化剂能维持阳极处于 活化状态。