现代表面技术3-电镀化学镀.ppt

* * 3、金属离子浓度的影响 为了获得质量较好的镀层，必须使电解液保持一定的浓度，过高了，阴极极化降低，所得镀层比较组糙；过低了，电解液允许通过的电流密度减小，电流效率下降，溶液电导小，槽电压升高，耗电增加，金属沉积速度缓慢，甚至镀不上镀层。 在电镀液中也常加入其它金属盐，一般多加入碱金属或碱土金属盐，以提高溶液的电导。如往镀锌和镀镍的硫酸溶液中加入钾、钠、镁、铝的硫酸盐，能使镀层结晶细小均匀。这是因为这些离子的存在，降低了溶液中放电离子的浓度，增加了阴极极化。 * 第八节 镀层在阴极表面的分布 电镀生产中，总希望获得均匀的镀层，但事实上，不管那种镀液，所获得的镀层总存在着厚薄不均的观象。为了评定金属镀层在阴极上分布的均匀性，电镀生产中用分散能力(又称均镀能力)这一术语来表示。 镀液的分散能力：电镀液在镀件表面上均匀地镀上金属的能力。 遮盖能力，又称深镀能力：遮盖能力是指电解液所具有的使镀件表面的深凹处镀上金属的能力。 在阴极不同部位所沉积金属量的多少(即镀层厚度)，决定于通过各部位电流(电流密度)的大小。通过某部位的电流愈大，该部位析出的金属就愈多，镀层也愈厚，反之，则镀层愈薄。因此，镀件表面不同部位镀层的量，取决于电流通过相应部位的量。 * 第九节 电刷镀 电刷镀是从槽镀技术发展起来的一种电镀方法，其原理与槽镀相同，也是一种电化学沉积过程。 它是依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀所需的电解液的电镀。是一种在被镀零件表面局部快速沉积金属镀层的技术。 原理如下： * 参考书： ☆电镀技术 作者： 成都市科学技术交流站表面处理研究会 出版社： 出版日期：1976年3月第1版??页数：620 ? ☆电镀原理与工艺 ????作者： 覃奇贤 郭鹤桐 出版社： 出版日期：1985年8月第1版??页数： * 化学镀（electroless plating; non electrolytic; autocatalytic plating） 一、 概述 众所周知，从金属盐的溶液中沉积出金属是金属离子得到电子的还原过程，反之，金属在溶液中转变为金属离子是金属失去电子的氧化过程。它们是一对共轭反应，可表示为： z是原子价数。金属的沉积过程是还原反应，它可以从不同途径得到电子，由此产生了各种不同的金属沉积工艺。 1．电镀 这是历史最长、使用最多的湿法沉积金属涂层的工艺。在外加电流作用下镀液中的金属离子在阴极(工件)上还原沉积为金属，是得到电子的过程。阳极反应是金属溶解，给出电子的氧化过程(不溶性惰性阳极除外)。这种金属沉积的特点是从外电源得到电子。 * 2、化学镀 这一工艺无外电源提供金属离子还原所需要的电子，而是靠溶液中的化学反应物之一，即还原剂，来提供。这类湿法沉积过程又可分为三类： ①置换法(immersion plating) 将还原性较强的金属(基材、待镀的工件)放入另一种氧化性较强的金属盐溶液中，还原性强的金属是还原剂，它给出的电子被溶液中金属离子接收后，在基体金属表面沉积出溶液中所含的那种金属离子的金属涂层。最常见的例子是铁件放在硫酸铜溶液中沉积出一层薄薄的铜。这种工艺又称为浸镀(immersion plating)，应用不多。原因是基体金属溶解放出电子的过程是在基材表面进行，该表面被溶液中析出的金属完全覆盖后，还原反应就立刻停止，所以镀层很薄。再由于反应是基于基体金属的腐蚀才得以进行，使镀层与基体结合力不佳。另外，适合浸镀工艺的金属基材和镀液的体系也不多。 Fe2+ + 2e = Fe －0.440 Cu2+ + 2e = Cu 0.337 * ②接触镀(contact process) 将待镀的金属工件与另一种辅助金属接触后浸入沉积金属盐的溶液中，辅助金属的电位应低于沉积出的金属。金属工件与辅助金属浸入溶液后构成原电池，后者活性强是阳极，被溶解放出电子，阴极(工件)上就会沉积出溶液中的金属离子还原出的金属层。接触镀与电镀相似．只不过前者的电流是靠化学反应供给，而后者是靠外电源。 本法虽然缺乏实际应用意义，但想在非催化活性基材上引发化学镀过程时是可以应用的。 * ③还原法 在溶液中添加还原剂，由它被氧化后提供的电子还原沉积出金属镀层。这种化学反应如不加以控制，在整个溶液中进行沉积是没有实用价值的。目前讨论的还原法是专指在具有催化能力的活性表面上沉积出金属涂层，由于施镀过程中沉积层仍具有自催化能力，使该工艺可以连续不断的沉积形成一定厚度且有实用价值的金属涂层。本法就是我们所指的“化学镀”工艺。 前面讨论的两种方法只不过在原理上