电镀工艺学 教学课件 ppt 作者 冯立明 王玥 主编电镀工艺学-6.ppt

二、镀液的覆盖能力JB/T7704.2-95 （1）影响镀液覆盖能力的因素 极限电流密度/临界析出电流密度; 若两者的比值大，电解液的覆盖能力就好。 基体金属的本性; CuNi黄铜Fe 冲击电流 / 预镀中间层。 比正常电流大2-3倍 基体金属组织的影响 金属的过电位增大 Pd Pt Ni Co Fe Zn Cu Au Hg 氢的过电位增大 基体的表面状态及粗糙程度的影响 * * * * 第四章 镀液与镀层的性能 镀液的性能:分散能力、覆盖能力及整平能力 分散能力：（均镀能力）Throwing power 电解液使零件表面镀层厚度均匀分布的能力。 覆盖能力：(深镀能力) Covering power 电解液使零件深凹处沉积金属镀层的能力。 整平作用: 1eveling power 电解液使有微观粗糙的金属表面填平的能力。 4.1 镀液的性能及测试方法 一、镀液的分散能力 （1）镀液分散能力的数学表达式 远、近阴极电解槽 l-近阴极；2-远阴极； 3-阳极；4-绝缘隔板 总阻力：R电极；R电液；R极化 I=U/(R电液+R极化) ∴I1= U/(R电液1+R极化1)； I2= U/(R电液2+R极化2) 结 论： 1、R电液与R极化是影响电流在阴极上分布的主要因素。 2、电流在阴极不同部位上的分布与电流到达该部位的总阻力成反比。 1）初次电流分布 (一次电流分布) 假定R极化≈0时，研究电流在阴极各部位的分布。 目的：研究几何因素对电流分布的影响。 ∵远、近阴极的截面积S相同，ρ(电阻率)相同， Dk1/Dk2=I1/I2=R电液2/R电液1=l2/l1=Kl1/l1=K 结论： 1、近阴极和远阴极上的电流密度与它们同阳极 的距离l成反比。 2、初次电流分布等于l2/l1，等于常数K， 3、K值越大，电流分布越不均匀。 2) 二次电流分布(实际电流分布) 阴极极化存在时，固定几何条件，研究电流在阴极各部位的分布。 目的：研究电化学因素对电流分布的影响。 R极化1R极化2，使分子与分母的数值趋于接近， 这种补偿使远、近阴极上的电流趋于均布。 3)镀液的分散能力（T.p）数学表示式 当电流效率为100％，上式可写成： 其中 ml——近阴极上沉积金属的质量； m2——远阴极上沉积金属的质量。 当直流电通电解槽时， U =φA-φk1+I1R1 =φA-φk2 +I2R2 由此得： I1R1-φk1 = I2R2-φk2 其中： R=ρl/S，D=I/S， l2= l1+Δl, （2）影响电流及金属在阴极表面分布的因素 远、近阴极电解槽 l-近阴极； 2-远阴极； 3-阳极；4-绝缘隔板 式中： I1、I2 ——近阴极和远阴极的电流强度； ρ ——电解液的电阻率； l1——近阳极和阳极之间的距离。 △l ——远阴极和近阴极与阳极距离之差； △φ/△D ——阴极极化度。 措施：缩小远、近阴极与阳极之间的距离差（△l）； 尽可能增大零件和阳极之间的距离（l 1）； 降低溶液的电阻率ρ， 提高阴极极化度（△φ/△D）。 趋于0 1）几何因素 几何因素包括电解槽的形状、电极的形状、尺寸及其相对位置等。 电力线分布示意图 电力线分布：边缘效应、尖端效应 在实际生产中，要使电流分布均匀，应将阳极和零件均匀地挂满整个电解槽。 金属在阴极上分布与 电解槽尺寸的关系 ①镀槽形状 当△l→0时，有助于电流在阴极表面均布。 当阳极为平板时，零件形状越简单，越接近平面，电流分布就越均匀。 在实际生产中采用象形阳极，使阳极和零件各处的距离相等，可使电流均布。 ②远、近阴极与阳极距离之差(△l) 象形阳极 △l＝0 边缘效应 辅助阴极 或绝缘材料保护 ③阴极与阳极间的距离(l1) 增大极间距时k值的变化 l1增大l倍，K值变化： 12/8=1.5，20/16=1.25， 从而使分散能力得到改善。 受电解槽尺寸的限制； 极间距增大，溶液电阻增加， 耗能多； 一般极间距保持在20~30cm之间比较合适。 零件悬挂深度对镀层分布的影响 ④零件在电解槽中的悬挂深度 解决方法： 挂满整个电解液深度。 5cm 15cm 挂镀复杂件镀锌槽 极化度大的镀液 电流分布更均匀， 分散能力好。 不同斜率的极化曲线 2)电化学因素 ①极化度对电流分布的影响 在电镀生产中，一般常选择电流密度的上限， 最大阴极极化作用，使分散