第二章电镀基本原理与概念.ppt

第二章 電鍍基本原理與概念 ?  2.1 電鍍之定義 2.2 電鍍之目的 2.3 各種鍍金的方法 2.4 電鍍的基本知識 2.5 電鍍基礎 2.6 有關之計算及化學冶金 2.1 電鍍之定義 電鍍(electroplating)被定義為一種電沈積過程(electrodepos- ition process)， 是利用 電極(electrode)通過電流，使金屬附著於 物體表面上， 其目的是在改變物體表面之特性或尺寸。 2.2 電鍍之目的 電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit)，改變基材表面性質或尺寸。例如賦予金屬光澤美觀、物品的防鏽、防止磨耗、提高 導電度、潤滑性、強度、耐熱性、耐 候性、熱處理之防止滲碳、氮化 、尺寸錯誤或磨耗之另件之修補。 2.3 各種鍍金的方法 電鍍法(electroplating) 無電鍍法(electroless plating)? 熱浸法(hot dip plating)? 熔射噴鍍法(spray plating)? 塑膠電鍍(plastic plating) 浸漬電鍍(immersion plating)? 滲透鍍金(diffusion plating) 陰極濺鍍(cathode supptering) 真空蒸著鍍金(vacuum plating) 合金電鍍 (alloy plating) 複合電鍍 (composite plating 局部電鍍 (selective plating)? 穿孔電鍍 (through-hole plating)筆電鍍(pen plating) 電鑄 (electroforming)? 　 2.4 電鍍的基本知識  電鍍大部份在液體 (solution) 下進行，又絕大部份是由水溶 液 (aqueous solution) 中電鍍，約有 30 種的金屬可由水溶液進行電鍍, 由水溶液電鍍的金屬有：銅Cu、鎳Ni、鉻Cr、鋅Zn.有些必須由非水溶液電鍍如鋰、鈉、鉀.可油水溶液及非水溶液電鍍者有銅、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、 鎳等金屬。 電鍍的基本知識包括下列幾項： 溶液性質 物質反應 電化學 化學式 界面物理化學 材料性質 溶液(solution) 被溶解之物質稱之為溶質(solute)，使溶質溶解之液體稱之溶 劑(solute)。溶劑為水之溶液稱之水溶液(aqueous solution)。 溶液之濃度，在工廠及作業現場，使用易了解及便利的重量百分率濃度(weight percentage)。 另外常用的莫耳濃度(molal concentration)。 物質反應(reaction of matter) 在電鍍處理過程中，有物理變化及化學變化，例如研磨、乾燥等為物理反應，電解過程有化學反應，我們必須充份了解在處裡過程中各種物理及化學反應及其相互間關係與影響。 電化學(electrochemistry) 電鍍是一種電沉積( electrodeposition )過程,利用電解體在電極(electrode)沉積金屬,它是屬於電化學之應用的一支。電化學 是研究有關電能與化 學能交互變化作用及轉換過程。 電解質(electrolyte)就是其溶液具有電解性質之溶液 (electrolytic solution)它含有部份之離子(ions),經由此等離子之移動 (movement)而能導電。帶陰電荷朝向陽極(anode)移動稱之為陰離子(anion),帶正電荷朝向陰極(cathode)移動(migrate)者稱之為陰離子 cations)。 電極:放出電子產生氧化反應之電極稱之為陽極(anode),得到電子產生還元化應 之電極稱之為陰極(cathode)。整個反應過程稱之為電解(electrolysis)。 電極電位(electrode potentials) 電位(electrode potential)為在電解池(electrolytic)中之導電體,電流經由它流入或流出。電極電位(electrode potential)是電極與電解液之間的電動勢差, 單獨電極電位不能測定需參考一些標準電極(standard electrode)。 氫標準電極(hydrogen standard electrode)以其為基準電位為0 電極電位之大小可由Nernst equation表示之: E=E0+RT/nF ln aMn+/aM?? E=電極電位?? E0=電極標準狀態電位(volt)?? R=氣體常數(8.3143 J.K-1MOL-1)?? T=絕對零度( K)?? n=原子價之改變數(電子移轉之數)?? aMn+=金屬離子之活度(activity),