七、电镀和化学镀.ppt

1 镀铁溶液和镀铁工艺 采用不对称交流－直流镀铁可提高镀层的结合强度、加快沉积速度、细化结晶组织。 镀铁层中的氢可增加镀层硬度、内应力和脆性，镀后应加热除氢。 镀铁工艺 在一种镀液里可以同时沉积出两种以上的金属元素的电镀。 实现合金电镀的基本条件： (1) 两种金属至少有一种金属能从其盐的水溶液中沉积出来； (2) 两种金属的析出电位要接近或相等。 合金电镀能否实现共沉积与它们的标准电位、金属离子的浓度(或活度)、阴极极化程度有关。 第三节 合金电镀 * 目前合金电镀主要应用在(表7-8) 1 装饰电镀：18K金仿金镀：Cu-Sn-Zn镀层 2 功能电镀（镀黄铜）。 三、 合金镀层及其应用 一、化学镀的原理与特点 1 化学镀的过程和特点 化学镀是一个催化还原的过程，还原作用仅仅发生在催化表面上（有时被镀金属本身就是反应的催化剂），反应生成物本身对反应的催化作用（自催化） ，使反应不断继续下去。 第四节 化学镀（Electroless Plating） 在没有外加电流的状态下，借助还原剂，通过可控制的氧化还原反应，使镀液中金属离子还原成金属沉积在零件表面。 溶液中还原剂被氧化的电位要低于金属离子被还原的电位，以便使金属有可能在基材上被沉积出来。 镀液只有与催化表面接触时才发生金属沉积过程，不自发分解。 调节化学镀工艺参数可以控制金属的还原速度。 还原析出的金属应有催化活性。 溶液要有足够的使用寿命。 2 实现化学镀应具备的条件 不需要外加直流电源； 镀层厚度均匀； 可以在金属、非金属材料上直接镀覆； 镀层具有极好的物理和化学性能； 对环境污染小； 镀液的稳定性较差，使用寿命短，成本略高于电镀。 3 化学镀特点 用次磷酸盐作还原剂，将镀液中的镍离子还原为金属镍并沉积到基体金属表面。镀镍层含4％～12％的磷，所以也称为化学镀镍磷合金。 二、 化学镀镍 （1）原子氢态理论 镀件表面（如镍）的催化作用使次磷酸根分解析出原子氢，部分原子氢将镀件表面Ni2+还原成金属镍，部分原子氢与次亚磷酸根离子反应生成的磷与镍反应生成镍化磷 H2PO2- +H2O →HPO32- + H+ + 2[H] Ni2+ + 2[H] → Ni + 2H+ H2PO2- + [H] → H2O + OH- + P P + 3Ni → Ni3P 2[H] → H2↑ 1 化学镀镍机理 Ni2+、H2P02－、H+吸附在镀件表面形成原电池，在原电池阳极与阴极将分别发生下列反应 阳极反应 H2PO2- +H2O →H2PO3- + 2H+ + 2e 阴极反应 Ni2+ +2e → Ni H2PO2- + e → 2OH + P 2H → H2↑ 金属化反应 P+3Ni→Ni3P （2）电化学理论 常用的化学镀镍溶液是次磷酸盐作还原剂的酸性镀液。 2 化学镀镍溶液（1） （2）还原剂：次磷酸钠。提高次磷酸钠含量可以使沉积速度加快，但镀液稳定性下降。 化学镀镍溶液（2） （1）主盐：硫酸镍。提高镍离子浓度可提高沉积速度，达到极值后速度下降，镀液稳定性也变差。 （3）络合剂：与镍离子形成稳定络合物，控制沉积速度，提高镀液稳定性。如：柠檬酸、乳酸、氨基乙酸等。 （4）稳定剂：抑制镀液中的固体微粒的催化活性，防止镀液自发分解。如：铅离子、硫脲。 （5）缓冲剂：保证镀液pH值在工艺要求范围内。如：乙二酸、柠檬酸等。 化学镀镍溶液（3） （1）镀液温度：随着温度升高沉积速度加快，但镀层中的磷含量降低。温度过高引起镀液的分解。 （2）镀液的pH值：一般4.2～5.0。沉积速度随pH值下降而降低。但pH值6时，镀液易自发分解。 3 化学镀镍工艺 （3）镀液需经常监测，定期补充镍盐、还原剂等，调整pH值，定期过滤镀液。 化学镀镍是一种无磁性的非晶态镀层，镀层在一定范围内加热，非晶态转变为晶型组织，硬度增加，其它物理性能也发生变化。 （4） 镀后处理 用硫酸铜作主盐，甲醛作还原剂。主要用于在非导电材料上镀导电层。 三、化学镀铜 * 在电镀或化学镀溶液中加入非溶性的固体微粒，使其与被镀金属共沉积形成复合镀层。 复合镀层是由基质金属与分散微粒两相组成，两相之间存在明显的界面。 第五节 复合镀技术 按沉积方法的不同可分为二种： （1）弥