镍电沉积及镀层的结构与性能的测试开题报告.doc

开题报告 镍电沉积及镀层的结构与性能的测试Hull槽试验及镀层的结构与性能的测试镍电沉积及镀层的结构与性能的测试镍电沉积及镀层2+的含量,并立即补加到位,大大提高了产品的质量和生产效率。 所制备(研制)材料的特点、课题的国内外。（4、）实验内容、（5、）实验方案、（6、）工作计划 3.所准备材料的组成设计 四、实验内容 1、电沉积是用电解的方法在导电基底的表面上沉积一层具有所需形态和性能的金属沉积层的过程。电沉积过程中，由外部电源提供的电流通过镀液中两个电极（阴极和阳极）形成闭合的回路。当电解液中有电流通过时，在阴极上发生金属离子的还原反应，同时在阳极上发生金属的氧化（可溶性阳极）或溶液中某些化学物种(如水)的氧化（不溶性阳极）。其反应可一般地表示为： 阴极反应：Mn+ + n e = M 副反应：2 H+ + 2 e = H2 (酸性镀液) 2 H2O + 2 e = H2 + 2 OH-(碱性镀液) 当镀液中有添加剂时，添加剂也可能在阴极上反应。 阳极反应：M – n e = Mn+（可溶性阳极） 或 2 H2O – 4 e = O2 + 4 H+ (不溶性阳极，酸性) 本实验通过电沉积镍和沉积层结构与性能的研究分析，使学生掌握金属电沉积的基本原理和基本的研究方法，初步了解电沉积条件对镍沉积层结构与性能的影响，认识电镀过程中添加剂的作用 。电沉积镍过程的主要反应为 阴极：Ni2+ + 2 e = Ni 阳极：Ni – 2 e = Ni2+ 2、仪器 ：Hull 槽，直流稳压电源，电流表，恒温槽，电吹风，导线，镍板阳极，不锈钢或铜片阴极。 3试剂 ：硫酸镍，氯化钠，硼酸，除油液和酸洗液。 五、实验方案： 1、 基础镀液的配制 按下列配方配制 500 mL 基础镀液： NiSO4·6H2O 300 g/L NaCl 10 g/L H3BO3 35 g/L pH 3.5 ~ 4.5 （用稀H2SO4或NaOH调节） 温度 20 ~ 65 ℃ 将 267 mL Hull 槽用水洗净后，加入 250 mL 基础液，置于恒温槽中，进行下面的实验。 2、将 Hull 槽阴极片（10 cm×7 cm的不锈钢或纯铜片）用金相砂纸磨光，经碱除油和 30% HCl弱腐蚀，用自来水和去离子水逐次认真清洗后，干燥待用。 3、先将处理好的阴极片（不锈钢片）称重得m1。带电置于 Hull 槽中，用镍为阳极，以 1 A的电流沉积 10 min。取出阴极片，用水冲洗干净，经干燥后称得m2观察并按图 22-2.2记录示意图记录阴极上镍的沉积情况，以及镀液组成和实验条件。 4、 在2 的溶液中依次加入糖精、苯亚磺酸钠、镍光亮剂 XNF 和十二烷基硫酸钠，使其浓度分别为 1.0 g/L、0.1g/L、3 mL/L 和0.1 g/L分别进行同 2 的实验和记录。 5、 在含所有添加剂的光亮镍镀液中，根据3 的实验条件，比较镀液搅拌与不搅拌、常温和实验温度下镍的沉积层质量，并进行记录。 六、工作计划： 第八周：未加添加剂下电镀镍的沉积及加糖精条件下电镀镍的沉积情况； 镀液性能的检测（1）沉积速度（2）镀液电流效率 效率=m/ItK 式中:m一被电镀试样的增重(g); I一电镀时所用的电流(A) ; t一电镀时所用的时间(h) ; K一阴极析出物的电化学当量，对于镍，K=1.095g/(A/h)。 (3)镀层结合力检测 对镀层结合力的检测采用弯曲法，将镀好的试样反复弯折180。直至镀层和基体完全 断裂。观察断裂处镀层的附着情况，若镀层不起皮不脱落，则说明镀层的结合强度比较好。 第九周：加苯亚磺酸钠下电镀镍的沉积情况； 第十周：加镍光亮剂XNF与十二烷基硫酸钠下电镀镍的沉积情况； 第十一周：在含所有添加剂的光亮镍镀液中，根据3 的实验条件，比较镀液搅拌与不搅拌、常温和实验温度下镍的沉积层质量。 主要目标： （1）、对单一添加剂进行性能测试，找出各种添加剂单独作用时的规律;为实现添加剂选择提供理论基础; （2）通过单独实验，优选出高质量的电镀镍添加剂，使电镀镍时的光亮度、电流效率、沉积速度和分散能力都有所提高。 (3) 通过理论分析指出，