应用电化学---金属表面精饰.ppt

影响镀层质量的原因 影响镀层质量的原因 * 海洋学院 什么是电镀？ 电镀生产工艺的简单了解 电泳涂装技术 电镀带来的问题 目录 金属电沉积是指简单金属离子或络离子通过点化学方法在固体（导体或半导体）表面上放点还原为金属原子附属于电极表面，从而获得一金属层的过程。包括电镀、电铸、电解精炼等。 金属电沉积示意图 什么是金属沉积 概念：电镀是金属电沉积过程的一种，它是由改变固体表面特性从而改善外观，提高耐蚀性、抗磨性，增强硬度，提供特殊的光、电、磁、热等表面性质的金属沉积过程。 电镀的特点：电镀不同于一般的沉积过程在于：镀层除应具有所需的机械、物理和化学性能外，还必须很好地附着与物体表面，并且镀层均匀紧密，孔隙率少等。 电镀的认识 电镀的认识 电镀原理 在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别与直流电源的负极和正极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到 阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。 电镀原理示意图 电镀的过程 镀层应具有的主要性能：镀层应具有的性能除化学稳定性和平整程度与光洁度外，还包括镀层的机械性能。这些性能包括：镀层与基底金属的结合强度、镀层的硬度、内应力、耐磨性以及脆性 镀层与基底金属的结合强度（结合力）：是指金属镀层从单位表面积基底金属（或中间镀层）上剥落所需要的力。 硬度：是指镀层对外力所引起的局部表面形变的抵抗程度，亦即抵抗另一物体侵入的强度。通常硬度大则抗磨损能力较强。 镀层的脆性：是指其受到压力至发生破裂之前的塑性变形的量度。 内应力：是指金属电沉积得到的镀层内部通常处于应力状态之中，这种应力是没有外力和温度场存在下出现在沉积层内部的应变力。经验表明：镀层的内应力与脆性有一定的平行关系，脆性随内应力的增大而增大。 相关补充： (2) 电镀溶液的本性 镀液的性质、组成各成分的含量以及附加盐，添加剂的含量等。 《应用电化学》 (1) 镀前处理是否良好 生产实践证明造成镀层质量事故的多数是由于金属制品的镀前处理不当和欠佳所致，镀前处理的每道工序都会直接影响到镀层质量。 (3) 基体金属的本性 镀层金属与基体金属的结合是否良好，与基体的化学性质有密切关系：如基体金属的电位负于镀层金属电位，或对易于钝化的基体或中间层，若不采取适当的措施,很难获得结合牢固的镀层。 (4) 电镀过程　　电流密度、温度、送电方式、移动和搅拌等 (5) 析氢反应　　在电镀过程中大多数镀液的阴极反映都伴随着有氢气的析出，有不少情况下氢析对镀层质量有恶劣的影响：主要有针孔或麻点、鼓泡、氢脆等。如当析出的氢气粘附在阴极表面上会产生针孔或麻点；当一部分还原的氢原子渗入基体金属或镀层中，使基体金属及镀层的韧性下降而变脆，叫“氢脆”。镀铬时吸氢量较大,最易产生“氢脆”。“氢脆”对高强度钢及弹性零件生产的危害尤其严重。 为了消除“ 氢脆”的不良影响，应在镀后进行高温除氢处理。 (6) 镀后处理　　镀后对工件的清洗、钝化、除氢、抛光、保管方法都会继续影响镀层的质量。 《应用电化学》 (7) 电镀电源　　近年来，用一般的直流电源,已经不能满足越来越高的工艺要求了，需要广泛采用脉冲电镀电源和双脉冲电镀电源提供的脉冲电流;还有换向电镀的方法，使用周期换向电流等对镀层质量产生影响。 电镀工艺生产 1、镀前处理 镀前处理是获得良好镀层的前提。镀前处理一般包括机械加工、酸洗、除油等步骤。 机械加工是指用机械的方法，除去镀件表面的毛刺、氧化物层和其他机械杂质，使镀件表面光洁平整，这样可是镀层与基体结合良好，防止毛刺的发生。 酸洗的目的是为了除去镀件表面氧化层或其他腐蚀物。 除油的目的是清除基体表面上的油脂。 第一步?使表面粗糙度达到一定要求，可通过表面磨光、抛光等工艺方法来实现???????第二步?去油脱脂，可采用溶剂溶解以及化学、电化学等方法来实现；???????第三步?除锈，可用机械、酸洗以及电化学方法除锈；???????第四步?活化处理，一般在弱酸中侵蚀一定时间进行镀前活化处理 步骤 2、电镀： 在进行电镀时要注意电镀也得配方，电流密度的选择以及温度、 PH等的调节。 3、镀