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* LOGO 第四章 电镀、化学镀新技术 材料物理系 二零壹零年九月 《表面工程技术与缓蚀剂》 上两次课重点内容 表面工程的概念：非常重要 表面工程学科体系：二级包括五部分 表面工程技术两种分类方式：四种和五种 表面工程技术的应用：五大方面（P5） 固体表面构成示意图：（P15） 固体表面的分类：三种 吸附的概念：（P24） 物理吸附和化学吸附的区别联系：五区别三联系 表面前处理技术内容：四部分 表面整平的手段：七种 磷化的概念：（P58） 钝化理论：（P62） 电镀饰物和设备 镀金 电镀纽扣 镀银 手机外壳电镀生产线 八工位电镀槽 电镀用钛阳极 什么是电镀？电镀液成分？电沉积过程如何？影响镀层质量的因素有哪些？对五花八门的电镀工艺了解多少？ 电刷镀和化学镀 对电刷镀了解多少知识？ 电刷镀的是如何工作的？ 电刷镀有什么特点？ 电刷镀应用价值大不大？ 化学镀是如何实现的？ 化学镀都应用在哪里？ 表面着色如何实现呢？ 第一节 电镀基本知识 电镀概念（教材P69） ——电镀是指在外电流作用下，电解质水溶液中的金属离子迁移到作为阴极的被镀基体金属表面，发生氧化还原反应并沉积形成镀层的一种表面工程技术。 理解电镀要把握这么几点： ①电镀是金属电沉积形成涂层的技术之一； ②要有外加电流，从而能够发生氧化还原反应，这是必要条件之一； ③在电解质溶液中进行，这也是进行电镀的必要条件之一； ④目的是在工间表面获得一层薄镀层来改变材料表面的特性，提高耐蚀性、耐磨性、装饰性等功能。 电镀基本知识 第一节 电镀基本知识 电镀液的组成和作用 ——电镀液一般由主盐、附加盐、缓冲剂、阳极活化剂和添加剂组成。 ——电镀液大多是水溶液，特殊情况下使用有机溶液或熔盐镀液。 主盐：指能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐类 ▼有单盐（镀层粗燥）和络盐（结晶细致镀层） 附加盐：也称为导电盐，是电镀液中除主盐以外的某些碱金属或碱土金属盐类 ▼主要作用是提高电镀液的导电性，有的还略微提高阴极极化，改善镀层质量 第一节 电镀基本知识 缓冲剂：一般由弱酸和弱酸盐或弱碱和弱碱盐组成的用来稳定溶液酸碱度的物质，能使溶液在遇到酸或碱时，溶液的PH值变化幅度缩小。 阳极活化剂：是镀液中能促进阳极活化的物质，它能提高阳极开始钝化的电流密度，从而保证阳极不容易被钝化，使阳极处于活化状态而能正常地溶解。 添加剂：是为了改善电镀溶液性能和镀层质量，在电镀液中加入的少量有机物。 ★各种电镀液对添加剂的使用是有选择性的，往往通过实验来确定。 第一节 电镀基本知识 电镀反应（学过？） ▲电镀反应包括两部分电化学反应：阴极和阳极 电极电位和极化（学过？） ▲平衡电极电位（双电层结构图）通电后 电极极化 ▲电化学极化、浓差极化过电位和溶液的欧姆电压降 金属的电沉积过程和共沉积 ▲电镀包含的主要过程就是金属的电沉积过程 ▲指镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反应还原成金属原子并在阴极上进行金属沉积的过程 ▲完成这个电沉积过程须经过下面三个步骤来进行： 电沉积过程 速度最慢的一个被称为整个沉积过程的控制环节 每个过程对电镀的影响是不同的 阴极金属 离子被消耗 溶液中离子阴极转移 离子在电极表面转化 离子放电生成金属原子 金属原子扩散到结晶点 排列成晶格形成镀层 第一节 电镀基本知识 影响镀层质量的因素 浓度提高，晶核形成速度降低 ，形成粗大结晶镀层 杂质的来源比较复杂 影响也比较复杂 显著改善镀层的某些性能 选择性加入影响镀层质量 浓度改善镀液的导电性 有利于形成细晶镀层 第一节 电镀基本知识 最佳的pH值往往要通过试验决定 大小要合适 通过阴极电位和电流密度的变化来影响阴极沉积过程 合理提高镀液温度利于提高质量 提高镀层质量 材料本身结合、镀前加工状况 其他机械的、电学的、几何因素 第一节 电镀基本知识 电镀的分类 金属 电沉积方式 电镀 其他 特殊电镀 电镀 装置 镀层 功能 单金属电镀 合金电镀 复合电镀 槽 镀 滚 镀 刷 镀 防护性电镀 耐磨性电镀 装饰性电镀 切削性电镀 功能性电镀 非晶态电镀 脉冲电镀 非金属电镀 一、合金电镀： 合金电镀的特点： ①合金共沉积的过程比单金属电镀复杂 ②合金镀层具有许多单金属镀层所不具备的特殊性能 ③具有与热熔法制备的合金所不具备的特点 合金电镀（即金属共沉积）的基本条件： 对单金属来说，金属离子在溶液中达到沉积电位就可以在阴极还原析出 一是两种金属中至少有一种金属能单独从其盐类的水溶液中沉积出来 二是两种金属的析出电位应充分接近或相等 实现金属共沉积的措施： ①选择金属离子合适的价态； ②改变镀液中金属离子的