镀铂报告11.doc

材料化学 综合实验（报告） 题目:钛基体水溶液电镀铂 学院：材料科学与工程学院 班级：材化091班 姓名: 张岳雷 王林海 安钰 王卫军 于钟梅 刘潇 姚创 孙鹏 王少妮 指导老师：刘政 2012 年 秋季 学期 目录 材料化学 1 1 引言 3 2实验步骤及方法 3 2.1 所用实验仪器 3 2.2材料及步骤 4 2.3钛基板的前处理 4 2.3.1 抛光和脱脂脱油 4 2.3.2腐蚀 4 2.3.3 活化 5 2.3.4预镀镍（铜） 6 3水溶液电镀铂 8 4镀铂的后处理 10 5实验影响因素及结果分析 10 5.1实验的影响因素 10 5.2实验结果分析 11 参考文献 12 1 引言 钛具有良好的耐蚀性较高的比强度和较小的质量密度因此被广泛应用于航空航天以及化学工业并日益成为一种不可缺少的材料。然而钛表面的耐磨性差接触电阻高钎焊性差在某些介质或高温下钛的耐蚀性也变差使其应用受到一定的限制。在钛上镀铂可以克服以上缺点。铂镀层硬度高，电阻小、可钎焊，且具有非常优异的电催化活性，钛镀铂后能弥补钛的不足，能集中发挥基材本身和铂层的优点。可用镀铂的钛材作为不溶性阳极，可提高阳极的导电性。 铂的导电性能优良，且其化学性质稳定，不溶于三大强酸，只溶于王水。因次在钛基板上镀铂，即可发挥钛材密度小的优点，也可提高钛材的导电耐蚀性，比直接使用铂金实惠，因此钛基镀铂已经广泛应用到生活当中。 2实验步骤及方法 由于氰化物熔盐电镀对环境和操作人员造成严重的污染及侵害， 并且所需电镀的镀件尺寸受限于熔盐镀槽， 为此本研究选用水溶液电镀方式获得镀铂层。 2.1 所用实验仪器 主要仪器：PS305D 型直流电源; 85-2型恒温磁力加热搅拌器； 超生波振荡清洗机。 2.2材料及步骤 采用钛合金作为基体，工艺流程为：钛基板的机械抛光 水洗 脱脂脱油 水洗 刻蚀 水洗 预镀镍（铜） 水洗 电镀铂 水洗 烘干 热处理 2.3钛基板的前处理 2.3.1 抛光和脱脂脱油 钛基板先用金相砂纸由粗到细依次抛光，最终用的是1500号的细砂纸进行最终抛光。钛基板的脱油脱脂，我们采用超声波震荡清洗，超生清洗速度快且清洗彻底。将钛基板侵入丙酮试剂中，超生振荡三分钟。用清水冲洗钛基板，出去表面的丙酮。 为了使脱脂脱油更加彻底，我们再使用化学除油。化学成分及工艺参数为:70-80g/L Na2C03; 50-60g/L NaOH; 10-15 g／L Na2Si03，温度95-100摄氏度，时间二十到三十分钟。 用去离子水冲洗干净，然后保存在去离子水中，待后续使用。 2.3.2腐蚀 由于钛基体表面极易形成一层氧化膜，表面氧化膜使得钛基体和镀层之间不能紧密结合，难以获得结合力良好的镀层，因此在电镀前必须除去氧化膜。除去氧化膜的试剂及参数：HF(40%):HNO3(67%)=1:3 室温，腐蚀至棕红色气体冒出为止。用清水冲洗掉表面溶液。 2.3.3 活化 由于钛基板极易形成氧化物，在除去表面氧化物后，在水中又会马上形成一层薄的氧化物。因此应该在出去这层薄的氧化层的同时形成一层与基体结合力好的膜，称之为活化，活化的目的是在钛材表面生成活性膜。我们采用盐酸和氢氟酸以一定比例混合主要形成TiH2膜，氢化钛与钛基体和镀层之间形成一定的金属键，从而保证钛基体与镀层结合良好。钛材经活化处理后得到的活性膜为氢化钛:TiH2膜呈灰黑色，在基体钛、氢化钛和镀层金属中各自形成的能带由于其能量相近发生了能量重迭形成了准金属键从而得到结合良好的镀层。 活化是电镀铂中最重要的步骤，活化的好坏直接影响着镀层的结合力。活化的工艺参数：40-60ml/L HCL(1.18g/ml）；26-30ml/L HF(40%) 室温直至在钛表面形成一层均匀的灰黑色的氢化钛膜。用清水冲洗，冲掉钛基板表面的溶液。 活化中的一些反应方程式：Ti2O3 +6H+ +2e 2Ti2++3H2O TiO2+H++e Ti3++2H2O Ti2++2H++4e TiH2 Ti +2H++2e TiH2 Ti+6HF H2[TiF6]+2H2 图2-3-1 钛表面形成灰黑色活化膜 中和 在电