表面工程学各章要点剖析.ppt

添加剂的作用 ? 光亮剂 能使镀层光亮，如镀光亮镍电解液中的糖精，丁炔二醇。 ? 整平剂 能减小镀层微观不平，如镀镍电解液中的香豆素。 ? 润湿剂 能减少镀层孔隙，如镀镍电解液中的十二烷基硫酸钠。 ? 应力消减剂 能降低镀层内应力，如镀光亮镍电解液中的糖精。 ? 晶粒细化剂 能使镀层结晶细致，如碱性锌酸盐镀锌电解液中的DE，DPE 添加剂。 注意： ? 添加剂的作用有选择性，同一种添加剂，在一种镀液中可能很有效， 而在另一种镀液中却可能起坏的作用。 ? 添加剂也可能会产生不利的影响(夹在镀层中)。 ? 在电镀过程中对添加剂的选择和用量要严格控制，使用组合添加剂 时要使各组分配比适当。 特种电镀工艺 高速电镀 电刷镀 复合电镀 脉冲电镀 非晶态合金电镀 塑料电镀 高速 电镀 镀层沉积速度比普通电镀高数倍到数百倍。普通电镀的沉积速度最大为 1微米/分，高速电镀可达到几十微米/分，因此可以大大提高生产率。 提高电镀速度的途径 欲提高沉积速度必须增大阴极电流密度ic，但 ic的提高受极限电流密度 id 的限制。所以要提高 ic，必须使 id增大。 (1) 使用扩散系数D 较大的盐类 (2) 增大金属离子浓度 (3) 升高温度 (4) 电解液和阴极高速相对运动 如电解液流动，强制搅拌，阴极移动等，使扩散层厚度δ减小，从 而增大 id (5) 使用高频间歇电流（脉冲电镀） 不过此法对高速电镀并无实用意义，主要用于改善镀层质量。 上述各条途径中，以“高速相对运动”最为有效。 平行流动法 阴极表面电解液强制流动 实现高速电镀的方法 在电解液中移动阴极 在电解液中摩擦电极表面 喷流法 电极振动法 电极高速旋转法 什么是电刷镀？ (Brush electroplating) 电刷镀（简称刷镀）亦叫做无槽电镀，涂镀，笔镀。其工作原理和普通槽镀是一样的。 工艺过程 被镀工件与直流电源负极相连， 镀笔与电源正极相连。 阳极包套中浸满电镀溶液，在被镀工件表面移动， 电流通过阳极包套中的电解液构成回路。 阴极 电解液加入 涤纶棉花包套 阳极 镀笔 电解液收集盘 直流电源 - + 没有镀槽，电解液浸在阳极包套中，由供液集液系统进行电解液供给，补充和循环更新。 这是与槽镀的 根本区别，也 是刷镀的特点 和优点 包套材料应吸水性好，不污染镀液。常用脱脂棉，也可用泡沫塑料，合成纤维。棉花外面再包裹布料。包套厚度一般1～2厘米。镀笔上有散热片，以防止局部过热影响镀层质量。 电解液应不断加入阳极包套中。虽然阴极反应使镀液中金属离子浓度减小，但水分蒸发等原因又使金属离子浓度增大，所以镀液成分和pH值一般变化很小，不需要分析和调整，只要不断添加即可。 使用不溶性阳极，以保持阳极和阴极之间很小的间距。如石墨，铂铱合金，不锈钢（不适用于卤化物电解液）。阳极应有多种形状和尺寸，以满足刷镀各种形状和尺寸工件的需要。 刷镀与槽镀的比较 刷镀的前处理 1. 预处理→光洁度愈高愈好→便于镀笔与工件接触 2. 清洗→去油、脱脂、除锈、去尘 3. 电净→工件接阴极，镀笔接阳极，利用阴极析出氢气撕破油膜。 ↘目的是补充去油、轻度除锈 4. 活化→工件接阳极，镀笔接阴极，阳极溶解，除去表面氧化物 ↘目的是让表面呈现出金属结晶组织，洁净表面，↑膜基结合力 什么是复合电镀 使固体微粒与金属离子在阴极工件上共沉积，形成固体微粒均匀弥散分布于镀层基质金属中的复合镀层，叫做复合电镀。 复合电镀为电镀开辟了一个新领域。复合电镀层可以具有普通镀层难以取得的优良性能，特别是功能性复合镀层，如耐磨，减摩等复合镀层。 表示复合镀层的成分时，微粒的含量一般用体积百分数 %(vol)，因为主要是微粒在镀层中所占体积影响复合镀层的性能，而质量百分数(wt%)并不能反映这一影响。 复合镀层的形成过程 微粒与金属共沉积的过程可分为三个步骤： (1) 悬浮于镀液中的微粒由镀液深处向阴极表面附近输送。 电解液 阴极 微粒 步骤(1) (2) 微粒粘附在电极表面。这一步骤主要取决于微粒与电极之间的相互作用力。 步骤(2) (3) 微粒被阴极上析出的基质金属嵌入。要实现这一步，微粒在电极上的停留时间必须超过一定值（极限时间）。一般情况下，微粒周围的金属层厚度超过微粒粒径的一半时，可认为微粒已被金属嵌入。 镀层 步骤(3) 在某些复合电镀工艺中，如果不使用添加剂，微粒不能进入镀层，或者虽能进入，但含量太低，不能满足要求。因此必须加