现代表面技术电镀1PPT课件.ppt

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现代表面技术电镀1PPT课件

根据电镀合金的特性和应用来分类: 1)防护性合金镀层 常用镀层: Zn-Ni、Zn-Fe、 Zn - Co、 Zn-Ti等; Cr-Ni、Cr-Mo、Cr-W以及Ni-P、Ni-B等合金镀层; Pb-Sn、Pb-In、Pb-Ag、Pb-Sn-Cu、Pb-Sb-Sn等合金镀层。 性能应用:具有优良的防护性。另外其电镀工艺多具有低氢脆性,因此,特别适用于汽车、船舶、航空和航天等工业。 2)防护装饰性合金镀层 常用镀层: 多层镀层,以 Cu-Sn、Ni-Fe做镀铬底层; 以锡为基的某些合金,如Sn-Co、Sn-Ni和Sn-Ni-x(x为Zn 、Cd等金属)合金等,镀层外观似铬,代替装饰性镀铬。 6.3.1合金电镀的分类 可焊性合金镀层:Sn-Pb(60-40)合金,已在印刷线路板上得到广泛应用。 磁性合金镀层:Co-Ni和Ni-Fe等磁性合金镀层,已在计算机和记录装置上作为记忆元件使用。其他如Co-Fe、Co-Cr、Co-W、Ni-Fe-Co和Ni-Co-P等也具有良好的磁性。 4)电镀贵金属合金 主要指电镀以金、银、钯等贵金属为基的合金,如Au-Co、Au-Ni、Au-Ag、Ag-Zn、Ag-Sb(锑)和Pd(钯)-Ni合金等,其中Pd-Ni合金作为代金镀层,用以节约贵金属。这类合金多用在电子元器件上。 3)功能性合金 1)单盐电解液 从简单金属镀液中实现金属的共沉积,如从氯化物体系中电沉积Zn-Ni、 Zn-Fe、 Zn - Co合金。特点成分简单,容易维护,电流效率高,但分散能力和覆盖能力较差。 2)络合物电解液 大多数合金镀层是从络合物电解液中沉积出来的。特点分散能力和覆盖能力好,但镀液成分比较复杂,维护和控制比较麻烦。 3)有机溶剂电解液 有些金属离子,很难从水溶液中共沉积,但在有机溶剂中的沉积电位比在水溶液中更接近,因而容易共沉积,如Al-Mn、Al-Cr、Al-Ni等。 根据电镀液的类型来分: 电镀合金与热熔法得到的合金相比较,具有以下特点: 1)制备新型合金:可获得热熔法制的合金相图上没有的合金相,如Cu- Ni、Sn-Ni合金。 2)非晶态合金:可获得热熔法不能制取的性能优异的非晶态合金,如Ni- P合金和Ni-B合金等,而非金属P和B不能单独从水溶液中电沉积出来。 3)获得在水溶液中难以单独电沉积的金属,如Ni-W合金和Ni-Mo合金中的w 和Mo等 4)易获得高熔点金属与低熔点金属形成的合金,如Zn-Ni合金等 5)电镀法得到的合金比一般热熔法得到的合金硬度高、耐磨性好,如Ni-Co 合金和Ni-P合金等。 6.3.2合金电镀的原理 (1)单金属的沉积电位 对于单金属来说,其沉积电位等于它的平衡电位和过电位之和 ----沉积电位(或析出电位)(V) ----平衡电极电位(V) ----金属离子在阴极上放电的过电位(V) (2)合金电沉积的条件 两种金属中至少有一种金属能从其盐的水溶液中沉积出来。 有些金属(如W,Mo等)不能从其盐的水溶液中沉积出来,但可以借助诱导沉积与铁族金属共沉积。 共沉积的两金属的沉积电位须十分接近。 如果相差太大,则电位较正的金属将优先镀出来,甚至完全排斥电位较负金属的析出,这样就不能形成合金镀层。 例如,Pb(-0.126V)与Sn (-0.136V)、Ni (0.25V)与Co(0.277V)、Cu(0.34V)与Bi(0.32V),它们的标准电极电势比较接近,通常可以从它们的简单盐溶液中实现共沉积。 (3)实现合金共沉积的方法 改变镀液中金属离子的浓度 增大较活泼金属的浓度使它的电位正移,或者降低较贵金属离子的浓度使它的电位负移从而它们的电位接近。 采用络合剂 金属络离子能降低离子的有效浓度,使电位较正金属的平衡电位负移的绝对值大于电位较负的金属。 加入适当的添加剂 有些添加剂能显著地增大或降低阴极极化,改变金属的析出电位。添加剂在阴极表面的阻化作用常带有一定的选择性。一种添加剂可能对几种金属的电沉积起作用,而对另一些金属的电沉积则无效果。 6.3.3共沉积合金镀层的结构类型 主要有四类: (1)机械混合物 形成合金镀层的组元仍保持原来组元的结构和性质,组元间不发生相互作用。如:Sn-Pb、Cd-Zn、Sn-Zn、Cu-Ag等。 (2)固溶体 溶质原子溶入溶剂的晶格中,仍保持溶剂金属的晶格类型。有间隙固溶体和置换固溶体。当从焦磷酸盐溶液中电沉积铜锌合金时,形成铜锌置换固溶体合金。 (3)金属间化合物 金属间化合物是合金各组分间相互发生作

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