第7章 电镀和化学镀PPT课件
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电镀和化学镀PPT课件
5. 阳极活化剂。在电镀过程中金属离子被不断消耗，多 数镀液依靠可溶性阳极来补充，使金属的阴极析出量与阳 极溶解量相等，保持镀液成分平衡。加入活性剂能维持阳 极活性状态，不会发生钝化，保持正常溶解反应。例如镀 镍液中必须加入Cl-，以防止镍阳极钝化。
6. 镀液稳定剂。许多金属盐容易发生水解，而许多金属 的氢氧化物是不溶性的。生成金属的氢氧化物沉淀，使溶 液中的金属离子大量减少，电镀过程电流无法增大，镀层 容易烧焦。
3. 导电盐。其作用是提高镀液的导电能力，降低槽端电 压提高工艺电流密度.例如镀镍液中加入Na2SO4。导电盐 不参加电极反应，酸或碱类也可作为导电物质。
4. 缓冲剂。在弱酸或弱碱性镀液中，pH值是重要的工艺 参量。加入缓冲剂，使镀液具有自行调节pH值能力，以 便在施镀过程中保持pH值稳定。缓冲剂要有足够量才有 较好的效果，一般加入30～40g／L，例如氯化钾镀锌溶 液中的硼酸。
非水溶液、熔融盐电镀虽已部分获得工业化应用，但不普 遍。
电沉积的基本条件
金属离子以一定的电流密度进行阴极还原时，原则上，只 要电极电位足够负，任何金属离子都可能在阴极上还原， 实现电沉积。
但由于水溶液中有氢离子、水分子及多种其它离子，使得 一些还原电位很负的金属离子实际上不可能实现沉积过程。
若按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀层及 复合镀层。
镀层的合理选择
不同成分及不同组合方式的镀层具有不同的性能。如何合 理选用镀层，其基本原则与通常的选材原则大致相似。
首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零 件的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按 基材的种类和性质，选用相匹配的镀层。例如阳极性或阴 极性镀层，特别是当镀层与不同金属零件接触时，更要考 虑镀层与接触金属的电极电位差对耐蚀性的影响，或摩擦 副是否匹配。
6. 镀液稳定剂。许多金属盐容易发生水解，而许多金属 的氢氧化物是不溶性的。生成金属的氢氧化物沉淀，使溶 液中的金属离子大量减少，电镀过程电流无法增大，镀层 容易烧焦。
3. 导电盐。其作用是提高镀液的导电能力，降低槽端电 压提高工艺电流密度.例如镀镍液中加入Na2SO4。导电盐 不参加电极反应，酸或碱类也可作为导电物质。
4. 缓冲剂。在弱酸或弱碱性镀液中，pH值是重要的工艺 参量。加入缓冲剂，使镀液具有自行调节pH值能力，以 便在施镀过程中保持pH值稳定。缓冲剂要有足够量才有 较好的效果，一般加入30～40g／L，例如氯化钾镀锌溶 液中的硼酸。
非水溶液、熔融盐电镀虽已部分获得工业化应用，但不普 遍。
电沉积的基本条件
金属离子以一定的电流密度进行阴极还原时，原则上，只 要电极电位足够负，任何金属离子都可能在阴极上还原， 实现电沉积。
但由于水溶液中有氢离子、水分子及多种其它离子，使得 一些还原电位很负的金属离子实际上不可能实现沉积过程。
若按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀层及 复合镀层。
镀层的合理选择
不同成分及不同组合方式的镀层具有不同的性能。如何合 理选用镀层，其基本原则与通常的选材原则大致相似。
首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零 件的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按 基材的种类和性质，选用相匹配的镀层。例如阳极性或阴 极性镀层，特别是当镀层与不同金属零件接触时，更要考 虑镀层与接触金属的电极电位差对耐蚀性的影响，或摩擦 副是否匹配。
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％。
电镀和化学镀
而三相全波整流的波形与稳压直流相似，它们的电镀效果 和质量没有明显区别。
▪ ③周期换向电流的作用:周期性地改变直流电流方向可适 当控制换向周期、电镀时间和退镀时间，可使镀层均匀、 平整、光亮。因为退镀时，可去除劣质镀层和镀件凸出处 较厚的镀层。
▪ ④温度的影响: 通常温度升高，阴极极化作用降低，镀层 结晶粗大；但允许提高电流密度上限，并使阴极电流效率 提高，改善镀层韧性和镀液的分散能力，减少镀层吸氢量。 不同的镀液有其最佳温度范围。
▪ ②析氢的影响：阴极上金属沉积时，总伴随着氢气的析出。 氢气析出的原因是金属离子的沉积电位较负，或者氢的析 出过电位较低。氢的析出对镀层质量的影响是多方面的， 其中以氢脆、针孔、起泡最为严重。
基体金属对镀层的影响
▪ ①基体金属性质的影响: 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。如果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。若 材料（如不锈钢、铝等）易于钝化，不采取特殊活化措施 也难以得到高结合力镀层。基体材料与沉积金属晶体结构 相匹配时，利于结晶初期的外延生长，易得到高结合力的 镀层。
▪ 若按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀层及 复合镀层。
镀层的合理选择
▪ 不同成分及不同组合方式的镀层具有不同的性能。如何合 理选用镀层，其基本原则与通常的选材原则大致相似。
▪ 首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零 件的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按 基材的种类和性质，选用相匹配的镀层。例如阳极性或阴 极性镀层，特别是当镀层与不同金属零件接触时，更要考 虑镀层与接触金属的电极电位差对耐蚀性的影响，或摩擦 副是否匹配。
▪ 1．传质步骤：液相中的反应粒子（金属水化离子或配合 离子）向阴极表面传递的步骤，有电迁移、扩散及对流三 种不同方式。
▪ ③周期换向电流的作用:周期性地改变直流电流方向可适 当控制换向周期、电镀时间和退镀时间，可使镀层均匀、 平整、光亮。因为退镀时，可去除劣质镀层和镀件凸出处 较厚的镀层。
▪ ④温度的影响: 通常温度升高，阴极极化作用降低，镀层 结晶粗大；但允许提高电流密度上限，并使阴极电流效率 提高，改善镀层韧性和镀液的分散能力，减少镀层吸氢量。 不同的镀液有其最佳温度范围。
▪ ②析氢的影响：阴极上金属沉积时，总伴随着氢气的析出。 氢气析出的原因是金属离子的沉积电位较负，或者氢的析 出过电位较低。氢的析出对镀层质量的影响是多方面的， 其中以氢脆、针孔、起泡最为严重。
基体金属对镀层的影响
▪ ①基体金属性质的影响: 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。如果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。若 材料（如不锈钢、铝等）易于钝化，不采取特殊活化措施 也难以得到高结合力镀层。基体材料与沉积金属晶体结构 相匹配时，利于结晶初期的外延生长，易得到高结合力的 镀层。
▪ 若按镀层成分分类，可分为：单一金属镀层、合金镀层及 复合镀层。
镀层的合理选择
▪ 不同成分及不同组合方式的镀层具有不同的性能。如何合 理选用镀层，其基本原则与通常的选材原则大致相似。
▪ 首先要了解镀层是否具有所要求的使用性能，然后按照零 件的服役条件及使用性能要求，选用适当的镀层，还要按 基材的种类和性质，选用相匹配的镀层。例如阳极性或阴 极性镀层，特别是当镀层与不同金属零件接触时，更要考 虑镀层与接触金属的电极电位差对耐蚀性的影响，或摩擦 副是否匹配。
▪ 1．传质步骤：液相中的反应粒子（金属水化离子或配合 离子）向阴极表面传递的步骤，有电迁移、扩散及对流三 种不同方式。
《化学化学镀》课件
化学镀阶段是在前处理完成后，将基 材浸入镀液中进行沉积反应，形成金 属化合物层。
前处理阶段主要是对基材进行表面处 理，包括除油、除锈、活化等步骤， 以获得适合沉积的清洁表面。
后处理阶段主要是对沉积层进行清洗 、干燥等处理，以提高镀层的耐腐蚀 性和外观质量。
03
化学镀的种类与工艺
酸性化学镀镍
总结词
。
缺点分析
01
02
03
成本较高
化学镀所需的设备和试剂 成本较高，导致生产成本 增加。
镀层厚度难以控制
化学镀过程中，镀层厚度 受到多种因素的影响，难 以精确控制。
表面质量不稳定
化学镀过程中，工件表面 容易出现颗粒、气泡等缺 陷，影响表面质量。
改进措施
优化化学镀工艺参数
加强表面处理
通过调整温度、浓度、pH值等工艺参 数，提高镀层质量和均匀性。
在化学镀前对工件表面进行预处理， 去除杂质和油污，提高表面质量。
开发新型化学镀溶液
研究新型的化学镀溶液，降低成本和 提高镀层性能。
05
化学镀的发展趋势与展望
新型化学镀技术的研发
纳米化学镀技术
利用纳米材料和纳米技术 ，在化学镀过程中实现纳 米级镀层，提高镀层的硬 度和耐磨性。
复合化学镀技术
结合多种化学镀技术，如 复合电镀、复合化学转化 等，以提高镀层的综合性 能。
高温化学镀技术
在高温条件下进行化学镀 ，以实现高熔点金属的沉 积，提高镀层的稳定性和 耐腐蚀性。
环保型化学镀技术的探索
无氰化学镀
开发无氰化合物的化学镀工艺， 减少对环境的污染和危害。
低毒化学镀
降低化学镀过程中的有害物质含量 ，减少对操作人员的健康危害。
循环利用化学镀
前处理阶段主要是对基材进行表面处 理，包括除油、除锈、活化等步骤， 以获得适合沉积的清洁表面。
后处理阶段主要是对沉积层进行清洗 、干燥等处理，以提高镀层的耐腐蚀 性和外观质量。
03
化学镀的种类与工艺
酸性化学镀镍
总结词
。
缺点分析
01
02
03
成本较高
化学镀所需的设备和试剂 成本较高，导致生产成本 增加。
镀层厚度难以控制
化学镀过程中，镀层厚度 受到多种因素的影响，难 以精确控制。
表面质量不稳定
化学镀过程中，工件表面 容易出现颗粒、气泡等缺 陷，影响表面质量。
改进措施
优化化学镀工艺参数
加强表面处理
通过调整温度、浓度、pH值等工艺参 数，提高镀层质量和均匀性。
在化学镀前对工件表面进行预处理， 去除杂质和油污，提高表面质量。
开发新型化学镀溶液
研究新型的化学镀溶液，降低成本和 提高镀层性能。
05
化学镀的发展趋势与展望
新型化学镀技术的研发
纳米化学镀技术
利用纳米材料和纳米技术 ，在化学镀过程中实现纳 米级镀层，提高镀层的硬 度和耐磨性。
复合化学镀技术
结合多种化学镀技术，如 复合电镀、复合化学转化 等，以提高镀层的综合性 能。
高温化学镀技术
在高温条件下进行化学镀 ，以实现高熔点金属的沉 积，提高镀层的稳定性和 耐腐蚀性。
环保型化学镀技术的探索
无氰化学镀
开发无氰化合物的化学镀工艺， 减少对环境的污染和危害。
低毒化学镀
降低化学镀过程中的有害物质含量 ，减少对操作人员的健康危害。
循环利用化学镀
电镀和化学镀-资料
• 国内电镀工业发展分成三个阶段： 解放前（1949年以前）：空白 解放后至改革开放（1949-1978）：开始拥有自 己的电镀厂 改革开放后：电镀水平得到大幅度的发展，但与 发达国家相比还有很大差距。
2020/4/5
我国电镀工业的发展趋势主要有以下几个方面： • 装饰性（仿金）和高耐蚀性将不断发展。 • 一些传统装饰性电镀可能被喷涂、物理气相沉积
3、修复金属零件尺寸。例如轴、齿轮等重要机械 零件使用后磨损，可采用镀铁、镀铬等修正其尺寸。
4、电镀还可赋予某种制品或零件某种特殊的功能。 例如镀硬铬可提高其耐磨性能等。
2020/4/5
第一章 绪论பைடு நூலகம்
2、镀层应具备的基本条件 ： 1）具有良好的结合力； 2）镀层均匀、光滑、完整和致密,且具有一定的光亮度； 3）具有较低的孔隙率和较好的抗蚀性；
2020/4/5
第一章 绪论
三、按镀层组合分类
• 简单镀层，单金属镀层就可满足性能要求； • 组合镀层，单金属的不同组合；或镀层中夹
带不溶性的微粒-复合镀层，Ni-P，Ni-SiC。
2020/4/5
1.3 电镀工业的发展状况及展望
• 国外1800年就公布了镀银的文献，到目前为止电 镀工业逐步成为完整的工业体系。
五 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc RuRhPd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
六
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
汞齐
区域1
合金
可电沉积 区域2
氰化物中可以电沉积 区域3
非金属
2020/4/5
2 金属的电沉积
2020/4/5
2020/4/5
我国电镀工业的发展趋势主要有以下几个方面： • 装饰性（仿金）和高耐蚀性将不断发展。 • 一些传统装饰性电镀可能被喷涂、物理气相沉积
3、修复金属零件尺寸。例如轴、齿轮等重要机械 零件使用后磨损，可采用镀铁、镀铬等修正其尺寸。
4、电镀还可赋予某种制品或零件某种特殊的功能。 例如镀硬铬可提高其耐磨性能等。
2020/4/5
第一章 绪论பைடு நூலகம்
2、镀层应具备的基本条件 ： 1）具有良好的结合力； 2）镀层均匀、光滑、完整和致密,且具有一定的光亮度； 3）具有较低的孔隙率和较好的抗蚀性；
2020/4/5
第一章 绪论
三、按镀层组合分类
• 简单镀层，单金属镀层就可满足性能要求； • 组合镀层，单金属的不同组合；或镀层中夹
带不溶性的微粒-复合镀层，Ni-P，Ni-SiC。
2020/4/5
1.3 电镀工业的发展状况及展望
• 国外1800年就公布了镀银的文献，到目前为止电 镀工业逐步成为完整的工业体系。
五 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc RuRhPd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
六
Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
汞齐
区域1
合金
可电沉积 区域2
氰化物中可以电沉积 区域3
非金属
2020/4/5
2 金属的电沉积
2020/4/5
《化学化学镀》PPT课件
1.4.6 解胶
镀件基体经过胶体钯活化后，表面吸附 的是以钯原子为核心的胶团，为使金属 钯能起催化作用，需要将吸附在钯原子 周围的二价锡胶体层去除以显露出活性 钯位置，即进行解胶处理。解胶处理一 般采用体积浓度100mL/L的盐酸在40～ 45℃处理0.5～1min，或用20～25g/L的醋 酸钠溶液常温下处理10min。
1.2.6 表面活性剂
加人表面活性剂可提高镀液对基体的浸 润效果，使粉末、颗粒、纤维状镀件很 好地分散于镀液中，形成比较稳定的悬 浮液。表面活性剂的浓度在一定程度上 直接影响粉末、颗粒、纤维状镀件表面 上金属镀层的性能。
1.3 化学镀与电镀的区别
➢ 化学镀不使用电源，以还原剂与被镀金属离子的电位 差为动力，为了得到致密的镀层，使用络合剂阻滞还 原过程，并形成一定程度的极化，同时也为了控制反 应速度。
1.2.4 缓冲剂
缓冲剂的作用是维持镀液的pH 值，防止 化学镀过程中由于大量析氢所引起的pH 值下降。
1.2.5 稳定剂
稳定剂的作用是提高镀液的稳定性，防 止镀液在受到污染、存在有催化活性的 固体颗粒、装载量过大或过小、pH 值过 高等异常情况下发生自发分解反应而失 效。稳定剂加入量不能过大，否则镀液 将产生中毒现象失去活性，导致反应无 法进行，因此需要控制镀液中稳定剂的 含量在最佳添加量范围。
1.2.1 主盐
主盐即含镀层金属离子的盐。一般情况 下，主盐含量低时沉积速度慢、生产效 率较低；主盐含量高时沉积速度快，但 含量过大时反应速度过快，易导致表面 沉积的金属层粗糙，且镀液易发生自分 解现象。
1.2.2 还原剂
还原剂是提供电子以还原主盐离子的试剂。 在酸性镀镍液中采用的还原剂主要为次磷酸 盐,此时得到磷合金；用硼氢化钠、胺基硼 烷等硼化物作还原剂时可得硼合金；用肼作 还原剂,可获得纯度较高的金属镀层。正常 情况下，次磷酸钠的加人量与主盐存在下列 关量系增ρ大(N时i2，+)/其ρ(H还2原PO能2-)力=0增.3强～，1.0使。得还溶原液剂的含反 应速度加快；但是含量过高则易使溶液发生 自分解，难于控制,获得的镀层外观也不理 想。
电镀化学镀新技术PPT学习教案
第三节 点石成金的电刷镀
强化零件表面
——在制造业，热锻模具、冷压模具、注塑 模具的用量大，制造周期长，成本高。因 此，模具的修复和延寿有重要意义。技术 人员利用刷镀能强化零件表面的优点，修 复大量的模具型腔。有些模具为了延寿， 可在模具型腔表面刷镀0.01mm~0.02mm的 非晶态镀层，可延长寿命20%~100%。
机理：
——复合电沉积是一个复杂的过第1程2页，/共在2这7页过程中，金属离子的析出、镀 层的成长和分散粒子向阴极表面的吸附是同时进行的。
第二节 合金电镀、复合电镀 及其他特殊电镀技术
三、其他特殊电镀技术
非晶态电镀
脉冲电镀
激光电镀
闪镀
机械电镀
多层电镀
第13页/共27页
非金属电镀
第三节 点石成金的电刷镀
②要有外加电流第3页，/共27页从而能够发生氧 化还原反应，这是必要条件之一；
第一节 电镀基本知识
电镀液的组成和作用
——电镀液一般由主盐、附加盐、 缓冲剂、阳极活化剂和添加剂组 成。
——电镀液大多是水溶液，特殊情 况下使用有机溶液或熔盐镀液。
① 主盐：指能在阴极上沉积出所要 求镀层金属的盐类 ▼有单盐（镀层粗燥）和络盐 （结晶细致镀第4页层/共2）7页
第三节 点石成金的电刷镀
填补零件表面的划伤沟槽、压坑
——唐山水泥机械厂1960年由德 国进口的大型龙门双柱立式车 床，进口价格在当时相对于1吨 黄金，号称华北第一大机床。 经过20多年的使用和唐山大地 震的摧残，到1984年几近报废， 38个表面都有不同程度的划伤 和磨损，施工第18人页/共2员7页 用电刷镀技 术，修好了机床的全部划伤和
提高零件的防腐性
第21页/共27页
《电镀与化学镀》PPT课件
W = Kit = KQ
W—形成产物的质量；I—电流；
t—通电时间；k—比例常数；Q—电 量
表示单位电量时在电极上可形成产物的 质量，通常称为该产物的电化当量。
如果所选用的电量单位不同，那么物质 的电化当量值也不一样。
法拉第定律是十分准确的，它不受温度、 压力、电解质浓度、电极和电解槽材料、 形状和溶剂性质的影响。
〔2〕导电盐
是指能提高溶液的导电率，对放电的 金属离子不起络合作用的碱金属或碱土金 属的盐类。〔包括铵盐〕。
导电盐除了能提高溶液的导电率外， 还能略提高阴极极化，使镀层致密。
〔3〕络合剂
在电镀生产中，能络合主盐中金属离 子的物质为络合剂。
络合剂都能增大阴极极化，使镀层结 晶细致，同时能促进阳极溶解。
2 电镀镍
镍镀层相对于钢铁基体属于阴极性镀 层，防护性能与孔隙率关系密切。
目前使用最多的是瓦特镍溶液〔硫酸 盐—氯化物型〕。镀镍溶液配 Nhomakorabea及工艺条件
硫酸镍是镀镍溶液中镍离子的主要来 源。提高硫酸镍的含量，即提高了Ni2+的 浓度，就允许采用高的电流密度，从而提 高了电镀速度。
氯化镍的作用是既能帮助阳极溶解， 又能提高溶液的导电率，从而降低了到达 额定电流密度时所需的槽电压。
《电镀与化学镀》PPT课 件
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一、电镀
电镀就是将直流电通入一定成分的电 解质溶液中，在电极和溶液之间的界面上 发生电化学反响，从而实现在工件外表上 沉积的过程。
W—形成产物的质量；I—电流；
t—通电时间；k—比例常数；Q—电 量
表示单位电量时在电极上可形成产物的 质量，通常称为该产物的电化当量。
如果所选用的电量单位不同，那么物质 的电化当量值也不一样。
法拉第定律是十分准确的，它不受温度、 压力、电解质浓度、电极和电解槽材料、 形状和溶剂性质的影响。
〔2〕导电盐
是指能提高溶液的导电率，对放电的 金属离子不起络合作用的碱金属或碱土金 属的盐类。〔包括铵盐〕。
导电盐除了能提高溶液的导电率外， 还能略提高阴极极化，使镀层致密。
〔3〕络合剂
在电镀生产中，能络合主盐中金属离 子的物质为络合剂。
络合剂都能增大阴极极化，使镀层结 晶细致，同时能促进阳极溶解。
2 电镀镍
镍镀层相对于钢铁基体属于阴极性镀 层，防护性能与孔隙率关系密切。
目前使用最多的是瓦特镍溶液〔硫酸 盐—氯化物型〕。镀镍溶液配 Nhomakorabea及工艺条件
硫酸镍是镀镍溶液中镍离子的主要来 源。提高硫酸镍的含量，即提高了Ni2+的 浓度，就允许采用高的电流密度，从而提 高了电镀速度。
氯化镍的作用是既能帮助阳极溶解， 又能提高溶液的导电率，从而降低了到达 额定电流密度时所需的槽电压。
《电镀与化学镀》PPT课 件
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一、电镀
电镀就是将直流电通入一定成分的电 解质溶液中，在电极和溶液之间的界面上 发生电化学反响，从而实现在工件外表上 沉积的过程。
电镀电刷镀与化学镀课件.ppt
析出的氢有时会进入镀层或基体金属体内，使 金属的晶格歪扭，内应力增大，从而导致镀层 脱落或使镀件脆裂。
吸附在基体金属内的氢，在镀件的存放或使用 过程中，由于环境温度的升高，会慢慢从基体 中释放出来而导致镀层鼓泡。
而氢气在阴极上析出时，经常呈气泡状粘附在 阴极的表面，从而阻止金属在这些地方的沉积， 产生针孔。
在工业化生产中，为了降低零件的造价， 节约生产成本，提高金镀层的装饰性效果 如光亮度、整平性等，一般在镀金前需镀 上一层或多层底层。作为镀金层的底层， 使用最多的是光亮镍层。
41
三、合金镀层及其应用
迄今为止，国内外已研究的电镀合金已超 过240种，但在生产上实际应用的还不到 40种。
根据合金镀层的特性及其应用范围，合金 镀层一般被分为防护性合金镀层、装饰性 合金镀层和功能性合金镀层三大类。
13
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。
电镀具有工艺设备简单、操作方便、 加工成本低、操作温度低等特点， 是表面工程技术中最常用的方法之 一。
3
不同溶液和工艺参数下得到的镀层，性能和 用途也不同。按镀层的性能可将其分为三类：
1、防护性镀层 在大气或其它环境下，可 延缓基体金属发生腐蚀的镀层。如：钢铁 基体上的锌和锌合金镀层、镉镀层等。
该镀铬层广泛应用于仪器、仪表、日用五 金、家用电器、飞机、汽车、摩托车、自 行车等的外露部件上 。
36
功能性镀铬
功能性镀铬则包括镀硬格、松孔铬（多孔铬）、 黑铬、乳白铬等。
吸附在基体金属内的氢，在镀件的存放或使用 过程中，由于环境温度的升高，会慢慢从基体 中释放出来而导致镀层鼓泡。
而氢气在阴极上析出时，经常呈气泡状粘附在 阴极的表面，从而阻止金属在这些地方的沉积， 产生针孔。
在工业化生产中，为了降低零件的造价， 节约生产成本，提高金镀层的装饰性效果 如光亮度、整平性等，一般在镀金前需镀 上一层或多层底层。作为镀金层的底层， 使用最多的是光亮镍层。
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三、合金镀层及其应用
迄今为止，国内外已研究的电镀合金已超 过240种，但在生产上实际应用的还不到 40种。
根据合金镀层的特性及其应用范围，合金 镀层一般被分为防护性合金镀层、装饰性 合金镀层和功能性合金镀层三大类。
13
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。
电镀具有工艺设备简单、操作方便、 加工成本低、操作温度低等特点， 是表面工程技术中最常用的方法之 一。
3
不同溶液和工艺参数下得到的镀层，性能和 用途也不同。按镀层的性能可将其分为三类：
1、防护性镀层 在大气或其它环境下，可 延缓基体金属发生腐蚀的镀层。如：钢铁 基体上的锌和锌合金镀层、镉镀层等。
该镀铬层广泛应用于仪器、仪表、日用五 金、家用电器、飞机、汽车、摩托车、自 行车等的外露部件上 。
36
功能性镀铬
功能性镀铬则包括镀硬格、松孔铬（多孔铬）、 黑铬、乳白铬等。
现代表面工程技术电镀和化学镀剖析PPT学习教案
1）取样品放在10倍显微镜下，用标准白色光源垂直照射： 2）通过目镜观察产品表面状况。
3．判定方法：
1）色泽均匀，不可有深浅色，异色（如变黑，发红，发 黄），镀金不可有严重色差。 2）不可粘有任何异物（毛屑，灰尘，油污，结晶物） 3）必须干燥，不可沾有水分 4）平滑性良好，不可有凹洞，颗粒物 5）不可有压伤，刮伤，刮歪等各种变形现象及镀件受损 之现象 6）不可有裸露出下层之现象，关于锡铅外观，在不影响 可焊性的情况下允许有少许（不超过5%）麻点，麻坑。 7）镀层不可有起泡，剥落等附着力不良现象 8）电镀位置依照图纸规定执行，在不影响使用功能的前 提下，可由QE工程师决定适当放宽标准 9）对于有疑异的外观不良现象，应由QE工程师定极限样 版和外观辅助标准
第19页/共49页
纳米镜面喷镀
纳米镜面喷镀已通过ROHS、环保检测、盐 雾试验的检测，绝对能达到国家的标准， 它弥补了电镀、水镀的不足，具有不含重 金属、使用简单、成本低,投资少、不受基 材的限制、颜色多种多样等特点，可广泛 应用于工艺品、塑料制品、陶瓷制品、汽 车摩托车配件、木材、卫浴产品、窗帘杆、 佛像、圣诞用品等行业。可做镀金、镀银、 仿古,表面都是镜面高光效果。
因此可得出下列结论：靠近阴极处的金属离子急 剧减少。由于在较短的时间内, 基质金属的 沉积速度较快, 输送到阴极并嵌入镀层中的 速度赶不上基质金属的沉积速度。因此, 为 了提高镀层质量和效率, 可以根据不同的镀 层金属溶液, 对脉冲电源的频率和脉宽进行 适当调整实现对峰值电流的改变。
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。
3．判定方法：
1）色泽均匀，不可有深浅色，异色（如变黑，发红，发 黄），镀金不可有严重色差。 2）不可粘有任何异物（毛屑，灰尘，油污，结晶物） 3）必须干燥，不可沾有水分 4）平滑性良好，不可有凹洞，颗粒物 5）不可有压伤，刮伤，刮歪等各种变形现象及镀件受损 之现象 6）不可有裸露出下层之现象，关于锡铅外观，在不影响 可焊性的情况下允许有少许（不超过5%）麻点，麻坑。 7）镀层不可有起泡，剥落等附着力不良现象 8）电镀位置依照图纸规定执行，在不影响使用功能的前 提下，可由QE工程师决定适当放宽标准 9）对于有疑异的外观不良现象，应由QE工程师定极限样 版和外观辅助标准
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纳米镜面喷镀
纳米镜面喷镀已通过ROHS、环保检测、盐 雾试验的检测，绝对能达到国家的标准， 它弥补了电镀、水镀的不足，具有不含重 金属、使用简单、成本低,投资少、不受基 材的限制、颜色多种多样等特点，可广泛 应用于工艺品、塑料制品、陶瓷制品、汽 车摩托车配件、木材、卫浴产品、窗帘杆、 佛像、圣诞用品等行业。可做镀金、镀银、 仿古,表面都是镜面高光效果。
因此可得出下列结论：靠近阴极处的金属离子急 剧减少。由于在较短的时间内, 基质金属的 沉积速度较快, 输送到阴极并嵌入镀层中的 速度赶不上基质金属的沉积速度。因此, 为 了提高镀层质量和效率, 可以根据不同的镀 层金属溶液, 对脉冲电源的频率和脉宽进行 适当调整实现对峰值电流的改变。
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。
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第7章 电镀和化学镀
7.1 电镀 7.2 化学镀与化学转化镀 7.3 非金属上的电镀与化学镀 7.4 复合镀
7.1 电镀
电镀 在外电流作用下，电解质水溶液中的
金属离子迁移到作为阴极的被镀基体金属 表面，发生氧化还原反应并沉积形成镀层 的一种表面技术 。
7.1 电镀
电镀过程及反应
电镀原理.swf
7.1 电镀
电镀的实施方式 ✓ 挂镀 ✓ 滚镀 ✓ 刷镀 ✓ 高速连续电镀
7.1 电镀
✓ 挂镀：将零件悬挂于 挂具上，然后浸没于 欲镀金属的电镀溶液 中作为阴极，在两边 适当距离放置阳极， 通电后使金属离子在 零件表面沉积的一种 电镀方法。
7.1 电镀
挂镀的特点：适用于各类零件的电镀；电 镀时单件电流密度较高且不会随时间而变 化，槽电压低，镀液温升慢，带出量小， 镀件的均匀性好；但劳动生产率低，设备 和辅助用具维修量大。
7.1 电镀
刷镀
7.1 电镀
刷镀生产线
7.1 电镀ຫໍສະໝຸດ 滚镀生产线连续电镀生产线
镀锌
7.1 电镀
7.1 电镀
镀铜
7.1 电镀
7.1 电镀
7.1 电镀
7.1 电镀
合金电镀 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，称为合金电镀。
7.1 电镀
合金电镀的特点（与热冶金合金相比） ✓ 容易获得高熔点与低熔点金属组成的合金； ✓ 可获得热熔相图没有的合金； ✓ 容易获得组织致密、性能优异的非晶态合金； ✓ 硬度高，延展性差。
＋NH3↑ ✓ Na2Fe2O4＋Na2FeO2＋2H2O——>Fe3O4+4NaOH
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
金属的磷化处理 金属在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液
中进行化学处理，使金属表面生成一层难 溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做金属 的磷酸盐处理，简称磷化。
7.2 化学镀与化学转化镀
阴极还原反应：Men++ne=Me 阳极氧化反应：Me-ne=Men+
7.1 电镀
电镀溶液的基本组成 ✓ 主盐 ✓ 络合剂 ✓ 附加盐 ✓ 缓冲剂 ✓ 阳极活化剂 ✓ 添加剂
7.1 电镀
电镀过程的基本步骤 ➢ 液相传质 ➢ 电化学还原 ➢ 电结晶
7.1 电镀
影响电镀质量的因素 ✓ 镀液：主盐溶度 、配离子 、附加盐； ✓ PH值； ✓ 析氢 ； ✓ 电流参数：电流密度、电流波形； ✓ 添加剂； ✓ 温度； ✓ 搅拌； ✓ 基体金属：性质 、表面加工状态； ✓ 前处理。
7.1 电镀
电镀铅锡合金
7.2 化学镀与化学转化镀
化学镀 又称无电镀，它是在无外加电流通过
的情况下，将镀件浸入镀液中，利用合适 的还原剂使溶液中的金属离子有选择地在 镀件表面还原析出成金属镀层的一种化学 处理方法。
7.2 化学镀与化学转化镀
化学镀的特点 ✓ 不需要外加直流电源设备； ✓ 镀层致密，孔隙少； ✓ 不存在电力线分布不均匀的影响； ✓ 可在金属、非金属、半导体等各种不同基
7.2 化学镀与化学转化镀
表面转化膜的分类
➢ 化学转化膜，电化学转化膜 ； ➢ 氧化物膜，磷酸盐膜，铬酸盐膜，草酸盐膜；
7.2 化学镀与化学转化镀
钢的化学氧化处理 钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，
使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的 过程，又称发蓝或发黑。
7.2 化学镀与化学转化镀
化学反应机理： ✓ 3Fe＋NaNO2＋5NaOH——>3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑ ✓ 6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O——>3Na2Fe2O4＋7NaOH
7.1 电镀
沉积合金的条件 ✓ 两种金属中至少有一种金属能从其盐的水
溶液中沉积出来。 ✓ 共沉积的两种金属的沉积电位必须十分接
近。
7.1 电镀
影响合金镀层的因素 ✓ 镀液中金属浓度比的影响； ✓ 镀液中金属总浓度的影响； ✓ 络合剂浓度的影响 ； ✓ 添加剂的影响 ； ✓ PH值的影响 ； ✓ 工艺参数的影响；
钢铁磷化成膜机理： ✓ M(H2PO4)2 → MHPO4↓ + H3PO4 ✓ 3MHPO4 → M3(PO4)2↓ + H3PO4 ✓ Fe + 2H3PO4 → Fe(H2PO4)2 + H2↑ ✓ 3Fe(H2PO4)2 → Fe3(PO4)2↓ + 4H3PO4
7.2 化学镀与化学转化镀
7.1 电镀
合金镀层主要特点（与单金属镀层相比） ✓ 能获得单一金属所没有的特殊物理性能； ✓ 合金镀层结晶更细致，镀层更平整，光亮； ✓ 可以获得非晶结构镀层； ✓ 更耐磨、耐蚀，更耐高温，并有更高硬度和强度，
但延展性和韧性通常有所降低； ✓ 不能从水溶液中单独电镀的W，Mo，Ti，V等金属
可与铁族元素（Fe，Co，Ni）共沉积形成合金； ✓ 能获得单一金属得不到的外观。
7.1 电镀
挂镀生产线
7.1 电镀
✓ 刷镀：在被镀零件表 面局部快速电沉积金 属镀层的技术，也称 为选择电镀、笔镀、 涂镀、擦镀、无槽镀 等。
图7-2 电刷镀示意图
7.1 电镀
图7-3 镀笔结构图
图7-4 各种不同形状的阳极
7.1 电镀
刷镀的特点：不需要电镀槽，设备简单， 携带方便；工艺简单，操作方便；镀层种 类多，与基体材料的结合力强，力学性能 好，能保证满足各种维修性能的要求；沉 积速度块，但必须采用高电流密度进行操 作；刷镀液不含氰化物和剧毒药品，故操 作安全，对环境污染小。
材上镀覆。
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
表面转化镀 采用化学处理液使金属表面与溶液界
面上产生化学或电化学反应，在金属表面 形成稳定的化合物膜层的方法 ，又称金属 的表面化学处理。
m M + n A z -→M m A n + n z e-
7.2 化学镀与化学转化镀
钝化处理 即金属的铬酸盐处理，是把金属或金
属镀层放入含有某些添加剂的铬酸或铬酸 盐溶液中，通过化学或电化学方法使金属 表面生成由三价铬和六价铬组成的铬酸盐 膜的方法。
7.3 非金属上的电镀与化学镀
塑料的表面预处理 ➢ 除油 ➢ 粗化 ➢ 敏化 ➢ 活化 ➢ 解胶（还原）
7.1 电镀 7.2 化学镀与化学转化镀 7.3 非金属上的电镀与化学镀 7.4 复合镀
7.1 电镀
电镀 在外电流作用下，电解质水溶液中的
金属离子迁移到作为阴极的被镀基体金属 表面，发生氧化还原反应并沉积形成镀层 的一种表面技术 。
7.1 电镀
电镀过程及反应
电镀原理.swf
7.1 电镀
电镀的实施方式 ✓ 挂镀 ✓ 滚镀 ✓ 刷镀 ✓ 高速连续电镀
7.1 电镀
✓ 挂镀：将零件悬挂于 挂具上，然后浸没于 欲镀金属的电镀溶液 中作为阴极，在两边 适当距离放置阳极， 通电后使金属离子在 零件表面沉积的一种 电镀方法。
7.1 电镀
挂镀的特点：适用于各类零件的电镀；电 镀时单件电流密度较高且不会随时间而变 化，槽电压低，镀液温升慢，带出量小， 镀件的均匀性好；但劳动生产率低，设备 和辅助用具维修量大。
7.1 电镀
刷镀
7.1 电镀
刷镀生产线
7.1 电镀ຫໍສະໝຸດ 滚镀生产线连续电镀生产线
镀锌
7.1 电镀
7.1 电镀
镀铜
7.1 电镀
7.1 电镀
7.1 电镀
7.1 电镀
合金电镀 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，称为合金电镀。
7.1 电镀
合金电镀的特点（与热冶金合金相比） ✓ 容易获得高熔点与低熔点金属组成的合金； ✓ 可获得热熔相图没有的合金； ✓ 容易获得组织致密、性能优异的非晶态合金； ✓ 硬度高，延展性差。
＋NH3↑ ✓ Na2Fe2O4＋Na2FeO2＋2H2O——>Fe3O4+4NaOH
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
金属的磷化处理 金属在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液
中进行化学处理，使金属表面生成一层难 溶于水的磷酸盐保护膜的方法，叫做金属 的磷酸盐处理，简称磷化。
7.2 化学镀与化学转化镀
阴极还原反应：Men++ne=Me 阳极氧化反应：Me-ne=Men+
7.1 电镀
电镀溶液的基本组成 ✓ 主盐 ✓ 络合剂 ✓ 附加盐 ✓ 缓冲剂 ✓ 阳极活化剂 ✓ 添加剂
7.1 电镀
电镀过程的基本步骤 ➢ 液相传质 ➢ 电化学还原 ➢ 电结晶
7.1 电镀
影响电镀质量的因素 ✓ 镀液：主盐溶度 、配离子 、附加盐； ✓ PH值； ✓ 析氢 ； ✓ 电流参数：电流密度、电流波形； ✓ 添加剂； ✓ 温度； ✓ 搅拌； ✓ 基体金属：性质 、表面加工状态； ✓ 前处理。
7.1 电镀
电镀铅锡合金
7.2 化学镀与化学转化镀
化学镀 又称无电镀，它是在无外加电流通过
的情况下，将镀件浸入镀液中，利用合适 的还原剂使溶液中的金属离子有选择地在 镀件表面还原析出成金属镀层的一种化学 处理方法。
7.2 化学镀与化学转化镀
化学镀的特点 ✓ 不需要外加直流电源设备； ✓ 镀层致密，孔隙少； ✓ 不存在电力线分布不均匀的影响； ✓ 可在金属、非金属、半导体等各种不同基
7.2 化学镀与化学转化镀
表面转化膜的分类
➢ 化学转化膜，电化学转化膜 ； ➢ 氧化物膜，磷酸盐膜，铬酸盐膜，草酸盐膜；
7.2 化学镀与化学转化镀
钢的化学氧化处理 钢铁在含有氧化剂的溶液中进行处理，
使其表面生成一层均匀的蓝黑到黑色膜层的 过程，又称发蓝或发黑。
7.2 化学镀与化学转化镀
化学反应机理： ✓ 3Fe＋NaNO2＋5NaOH——>3Na2FeO2＋H2O＋NH3↑ ✓ 6Na2FeO2＋NaNO2＋5H2O——>3Na2Fe2O4＋7NaOH
7.1 电镀
沉积合金的条件 ✓ 两种金属中至少有一种金属能从其盐的水
溶液中沉积出来。 ✓ 共沉积的两种金属的沉积电位必须十分接
近。
7.1 电镀
影响合金镀层的因素 ✓ 镀液中金属浓度比的影响； ✓ 镀液中金属总浓度的影响； ✓ 络合剂浓度的影响 ； ✓ 添加剂的影响 ； ✓ PH值的影响 ； ✓ 工艺参数的影响；
钢铁磷化成膜机理： ✓ M(H2PO4)2 → MHPO4↓ + H3PO4 ✓ 3MHPO4 → M3(PO4)2↓ + H3PO4 ✓ Fe + 2H3PO4 → Fe(H2PO4)2 + H2↑ ✓ 3Fe(H2PO4)2 → Fe3(PO4)2↓ + 4H3PO4
7.2 化学镀与化学转化镀
7.1 电镀
合金镀层主要特点（与单金属镀层相比） ✓ 能获得单一金属所没有的特殊物理性能； ✓ 合金镀层结晶更细致，镀层更平整，光亮； ✓ 可以获得非晶结构镀层； ✓ 更耐磨、耐蚀，更耐高温，并有更高硬度和强度，
但延展性和韧性通常有所降低； ✓ 不能从水溶液中单独电镀的W，Mo，Ti，V等金属
可与铁族元素（Fe，Co，Ni）共沉积形成合金； ✓ 能获得单一金属得不到的外观。
7.1 电镀
挂镀生产线
7.1 电镀
✓ 刷镀：在被镀零件表 面局部快速电沉积金 属镀层的技术，也称 为选择电镀、笔镀、 涂镀、擦镀、无槽镀 等。
图7-2 电刷镀示意图
7.1 电镀
图7-3 镀笔结构图
图7-4 各种不同形状的阳极
7.1 电镀
刷镀的特点：不需要电镀槽，设备简单， 携带方便；工艺简单，操作方便；镀层种 类多，与基体材料的结合力强，力学性能 好，能保证满足各种维修性能的要求；沉 积速度块，但必须采用高电流密度进行操 作；刷镀液不含氰化物和剧毒药品，故操 作安全，对环境污染小。
材上镀覆。
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
7.2 化学镀与化学转化镀
表面转化镀 采用化学处理液使金属表面与溶液界
面上产生化学或电化学反应，在金属表面 形成稳定的化合物膜层的方法 ，又称金属 的表面化学处理。
m M + n A z -→M m A n + n z e-
7.2 化学镀与化学转化镀
钝化处理 即金属的铬酸盐处理，是把金属或金
属镀层放入含有某些添加剂的铬酸或铬酸 盐溶液中，通过化学或电化学方法使金属 表面生成由三价铬和六价铬组成的铬酸盐 膜的方法。
7.3 非金属上的电镀与化学镀
塑料的表面预处理 ➢ 除油 ➢ 粗化 ➢ 敏化 ➢ 活化 ➢ 解胶（还原）