4 第四章 电镀和化学镀技术.ppt

化学镀镍 （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。 （四）金属的电沉积过程 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 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。 （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。 二、电镀金属 （一）镀锌 用途：装饰、耐腐蚀 电镀锌是生产上应用最早的电镀工艺之一，工艺比较成熟，操作简便，投资少，在钢铁件的耐腐蚀镀层中成本最低，是防止钢铁腐蚀应用最广泛、最经济的措施。 由于电镀锌层具有成本低、抗蚀性好、美观和耐贮存等优点，因此在机电、轻工、仪器仪表、农机、建筑五金和国防工业中得到广泛应用。 二、电镀金属 （二）镀铜 用途：中间层或底层 、防渗碳层 铜具有良好的导电性和导热性。铜镀层性质柔软，延展性好，易于抛光。铜镀层在空气中极易失去光泽，在潮湿空气中受二氧化碳或氯化物的作用表面生成一层碳酸铜或氯化铜，受硫化物作用会生成棕色或黑色的硫化铜。因此，除特殊的外观或热处理要求外，铜镀层一般不单独用作防护装饰性镀层，常常是作为其他镀层的中间层或底层（如镀镍层的底层）以提高表面镀层与基体金属的结合力。 二、电镀金属 （二）镀铜 用途：中间层或底层 、防渗碳层 铜的标准电极电位比较正，对铁、锌、铝等基体金属，铜镀层都属于阴极镀层，当镀层有孔隙或损伤时，在腐蚀介质的作用下，基体金属成为阳极而受到腐蚀，其腐蚀速度比未镀铜时更快。因此，只有当镀层致密无孔时，才对钢铁等基体金属有机械保护作用。由于铜的价格较低，再加上特种添加剂的开发应用，可以直接获得全光亮、整平性好、韧性高的铜镀层作为防护装饰性镀层的底层，可以减少昂贵的镍的用量。铜镀层还可以用作特殊的装饰性镀层，如仿古镀层。 二、电镀金属 （二）镀铜 用途：中间层或底层 、防渗碳层 由于碳在铜中扩散很困难，因此对于局部需要渗碳处理的零件，常用铜镀层作为不渗碳部位的防渗碳镀层。在电子行业中，用镀厚铜的钢丝线（CP线）替代纯铜线作为电子元件的引线，以便于采用机械手实现自动化装配，镀铜还用于印刷线路板上通孔的金属化。 金属铜与塑料的膨胀系数比较接近，因此，在塑料电镀中常用化学镀铜层作为电镀的导电镀层。 二、电镀金属 （三）镀镍 用途：装饰、耐腐蚀、耐磨 镍镀层是最古老、应用最普遍的一种装饰、防护镀层。在电镀行业中，镍镀层的产量仅次于镀锌层而居第二位。 二、电镀金属 （三）镀镍 金属镍具有很高的化学稳定性，在稀酸、稀碱、有机酸以及大气中具有良好的抗大气腐蚀性能。但由于镍镀层的孔隙率较高，且镍的电极电位比铁更正，使得镍镀层只有在足够厚）且没有孔隙时，才能在空气和某些腐蚀性介质中有效地防止腐蚀。 为了节约镍并减少孔隙率，人们往往采用电镀两层或三层镍的方法，或将镍镀层与铜镀层、铬镀层等相复合，形成如铜／镍／铬、镍／铜／镍／铬等形式的组合镀层来达到防护和装饰的目的。 二、电镀金属 （三）镀镍 用途：装饰、耐腐蚀、耐磨 由于金属镍具有较高的硬度，故镍镀层常用于需要硬度和耐磨性的场合，如印刷业中将印刷用版（铅版、铜锌版）镀镍，在唱片生