沈阳理工大学,应用化学,电镀工艺复习翻译资料

1、一、镀层应具备的基本条件 ： 1）具有良好的结合力； 2）镀层均匀、光滑、完整和致密,且具有一定的光亮度； 3）具有较低的孔隙率和较好的抗蚀性； 以上三个指标对镀层的基本要求。 4）功能性镀层还应具有一些特殊的功能，如硬度、耐蚀性、可焊性、润滑性、 磁性、导电性、记忆性、吸光性等。二、其它获得金属及其合金涂层的方法： 1） 热浸镀： 将被镀金属熔溶，再将工件浸入熔溶液中.如：水管件浸镀锌，线路板浸镀锡等. 2） 物理镀： 采用真空镀、离子镀等方法：如手表、首饰、工具等真空镀TiN，镜子的生产。 3） 化学镀： 采用化学还原剂催化还原形成镀层，其特点是镀层均匀，致密性好， 控制含磷或硼的比例可得

2、到非晶态镀层，如化学镀镍（碱性电池铁壳内表面）、化学镀铜线路板孔金属化等。三、表面处理的其它方法 1 电泳：可获得彩色，防腐性能好； 2 氧化与磷化：钢铁的化学氧化生成氧化膜； 钢铁的磷化生成磷化膜； 铝的电化学氧化生成氧化膜。四、电镀层的分类 : 按电化学性质分类1. 阳极性镀层 当镀层与基体金属形成腐蚀电池时，镀层因电位比基体金属更负，首先受到腐蚀溶解，这时镀层为阳极性镀层。 阳极性镀层不仅能对基体起到机械保护作用，还能起到电化学保护作用，如：铁上镀锌： Zn2+/Zn=0.76V， Fe2+/Fe=0.44V 形成腐蚀电池时，Zn为阳极，Fe为阴极2. 阴极性镀层 当镀层与基体金属形成腐

3、蚀电池时，镀层因电位比基体更正，基体金属首先受到腐蚀溶解，这时镀层为阴极性镀层。 阴极性镀层仅能对基体起到机械保护作用，不能起到电化学保护作用，如：铁上镀Sn： Sn2+/Sn=0.14V， Fe2+/Fe=0.44V 形成腐蚀电池时，Sn为阴极，Fe为阳极“特点”：阴极性镀层对基体金属起机械保护的作用，所以镀层应是足够厚和孔隙率尽量小，并且完整无缺时，才对金属起保护作用。5、 电镀的基本原理1、法拉第第一定律 电流通过镀液时，电解质溶液发生电解反应，阳极发生氧化反应，阳极金属不断溶解，阴极发生还原反应，不断有金属析出，金属溶解或析出的量与通过的电荷量有关。2、法拉第第二定律在不同的电解液中，

4、通过相同的电荷量时，在电极上析出或溶解的物的物质的量相等，并且析出或溶解1mol的任何物质所需的电荷量都是9.65×104C。把这一常数称为法拉第常数。即 F9.65×104C26.8A.h (1C=1A.s)六、金属电结晶的基本概念通常把金属离子或络离子的放电并形成金属晶体的过程称为金属电结晶。7、 镀液的类型 1）单盐镀液：金属离子在镀液中以简单离子（水合离子）的形式存在的镀液 2）络合物镀液：在镀液中金属离子与络合剂形成络合物并解离成络离子，金属离子存在于络离子中，即称为络合物溶液。8、 电结晶历程 镀层金属从离子态到晶体 1）离子液相传质 2）电化学反应：前置转换；

5、电荷转移； 3）电结晶形成晶体。九、析氢对镀层的影响 (1)使镀层产生孔洞和麻点。 (2)使镀层起泡。 (3)产生“氢脆”。 (4)使零件局部无镀层或镀层不正常。 (5)降低电流效率。十、电解液分散能力的基本概念 分散能力（或称均镀能力）: 就是电解液能使零件表面镀层的厚度均匀分布的能力。 若镀层在阴极表面分布的比较均匀，就认为这种电解液具有良好的分散能力；在各种电解液中，氰化物电解液的分散能力比较好，普通酸性镀铜和镀锌等简单盐电解液的分散能力较差，镀络电解液的分散能力更差。 覆盖能力（或称深镀能力）：在一定的电解条件下，电解液能使镀层沉积金属覆盖整个表面的能力。由于电流密度的不均匀，在较低电

6、流密度区极化小，达不到金属的析出电位，零件的深凹处没有金属镀层覆盖。一般分散能力好的镀液，其覆盖能力也较好。由公式：十一：影响电流和金属在阴极表面分布的电化学因素包括两个方面：极化度、电阻率 影响金属在阴极上分布因素还有：1、电流效率；2、电力线分布 解决远近阴极影响的方法：1、形象阳极；2、辅助阴极十二、电解液的分散能力和覆盖能力 1、分散能力： 指金属的宏观分布*分散能力的测定：1、弯曲阴极法；2、远近阴极法；3、霍尔槽法 2、覆盖能力：又称深镀能力 指金属能否覆盖全部受镀表面通常影响覆盖能力的因素：（1）析出电位：电位越正，有利于提高覆盖能力（2）基体材料特性：依材料不同各异，通常金属析

7、出过电位与氢析出过电位相反（3）基体材料表面状态：光滑、洁净有利于覆盖 粗糙、油污不利于覆盖*覆盖能力的测定：1、直角阴极法；2、内孔法；3、凹穴法十三、电解液的整平能力 1、电解液的整平能力：整平作用是指镀液能使镀层表面更加平滑的能力。这种表面有两个基本特点：一是在微观轮廓面上峰谷差异较小，电力线分布可以认为是均匀的，所以，波峰处的电势与波谷处的电势近似相等；二是扩散层厚度大于波谷深度，造成波峰和波谷处的扩散层厚度不同。 2、整平能力的三种类型：几何整平；不良整平（负整平）；真整平（正整平）十四、化学表面处理 1、除油：包括有机溶剂除油，化学除油及电化学除油，以及超声波除油。 2、浸蚀：包括

8、强浸蚀、电化学浸蚀及弱浸蚀（活化）。 3、抛光：化学抛光、电化学抛光 4、活化：化学活化、电化学活化十五、电化学侵蚀 1 阳极侵蚀 硫酸或盐酸，主要靠阳极溶解 2 阴极侵蚀 硫酸，主要靠氢气冲击 3 弱侵蚀 通常为化学侵蚀，（510盐酸或硫酸）十六、镀锌层对钢铁基体来说(Fe2/Fe 0.44V)是典型的阳极镀层，它对基体金属起电化学保护作用。十七、镀锌电解液按络合剂类型：氰化物镀锌和无氰镀锌。 按酸碱性：碱性镀锌和弱酸性镀锌电镀锌概述 锌是一种灰白色金属，100-150塑性好，可压延，密度：7.14 g/cm3；熔点：419 ; 原子量：65.38；电极电位为: 0.76 V，电化当量：1.

9、22 g/(A·h) 锌是典型的两性金属，易溶于酸，也溶于碱 Zn 2HCl ZnCl2 H2 Zn 2NaOH Na2ZnO2 H2 在锌上，氢的析出过电位较高，因此，较纯的锌锌溶解反应不易发生。当锌中含有电位比较正的金属杂质时，电化学溶解进行得很快。可利用锌的这种特性，组成牺牲阳极型镀层，保护基体金属免遭腐蚀。十八、无氰镀锌主要有： 酸性：氯化钾型弱酸性电解液；氯化氨型弱酸性电解液；硫酸盐、氟硼酸盐电解液等碱性： 碱性锌酸盐电解液、焦磷酸盐电解液、三乙醇氨、乙二胺四乙酸二钠盐电解液等。19、 光亮剂 1、主光亮剂：吸附在阴极表面，增大阴极极化，使镀层结晶细致光亮。 2、载体光亮剂

10、：对主光亮剂起增溶作用，降低界面张力，增加润湿性，消除镀层针孔。 3、辅助光亮剂：与主光亮剂配合使用，可增大阴极极化和极化度，提高低电流密度区的光亮度。提高电解液的分散能力，减少主光亮剂的用量。二十、锌酸盐镀锌 特点：镀层结晶光亮细致，钝化后耐蚀性好，但是阴极电流效率低，沉积速度慢，对杂质敏感，使用时有碱雾逸出、无毒。 主要成分：氧化锌、氢氧化钠、三乙醇胺、EDTA、DPE-III、添加剂（DE、DE-81） *在DE型锌酸盐镀锌中，茴香醛和香豆素配合使用，可降低锌镀层的脆性。二十一、镀锡层锡(Sn)是银白色金属，相对原子质量118.7，密度7.3g/cm3，熔点232，维氏硬度HV 12，电

11、导率9.09MS/m， 25 时Sn2+Sn的标准电势为0.138V。锡镀层的化学稳定性高，在大气中耐氧化不易变色，与硫及硫化物几乎不起作用，焊接性能好，对渗氮有屏蔽作用。几乎不与硫酸、盐酸、硝酸及一些有机酸的稀溶液反应，即使在浓盐酸和浓硫酸中也需加热才能缓慢反应。25 时Sn2+Sn的标准电势为0.138V,在电化序中比铁正，故锡镀层对钢铁来说通常是阴极性镀层。但在密封条件下，在某些有机酸介质中，锡的电势比铁负，成为阳极性镀层，具有电化学保护作用。二十二、镀锡溶液有碱性及酸性两种类型。 碱性镀液成分简单并有自除油能力、镀液分散能力好、镀层结晶细致、孔隙少、易钎焊，但是需要加热、能耗大、电流效

12、率低，镀液中锡以四价形式存在、电化当量低，镀层沉积速度比酸性镀液至少慢一倍，且一般为无光亮镀层。以亚锡盐为主盐的酸性镀液具有平整光滑、可镀取光亮镀层、电流效率接近100、沉积速度快、可在常温下操作、节能等优点，其缺点是分散能力不如碱性镀液，镀层孔隙率较大。酸性镀锡：目前工业上应用的酸性镀锡液主要有硫酸盐镀液（以硫酸亚锡为主的硫酸盐镀液在目前应用最为广泛）、氟硼酸盐镀液、氯化物氟化物镀液、磺酸盐镀液等几种类型。二十三、操作条件对镀层的影响1) 阴极电流密度。电流密度过高，镀层变得疏松、粗糙、多孔，边缘易烧焦，脆性增加；电流密度过低，则得不到光亮镀层，且沉积速度降低而影响生产效率。2) 温度 温度

13、过高， Sn2+氧化速度加快，混浊和沉淀增多，锡层粗糙，镀液寿命降低；光亮剂的消耗亦随温度升高而加快，使光亮区变窄，镀层均匀性差，严重时镀层变暗，出现花斑和可焊性降低。温度过低，工作电流密度范围变小，镀层易烧焦，并使电镀的能耗增大。3) 搅拌 有助于镀取镜面光亮镀层和提高生产效率。4) 阳极 纯度低的阳极易产生钝化，会促进溶液中Sn2+离子被氧化成Sn4+离子，从而导致Sn4+的积累和镀液混浊。5) 有害杂质的去除 Cl-、NO3-、Cu2+、Fe2+、As3+、Sb3+等杂质对酸性光亮镀锡层质量有明显影响，使镀层发暗、孔隙增多，要注意防止。金属离子杂质可用小电流密度(如0.2A/dm2)长时

14、间通电处理去除。6) 镀液维护电镀铜概述 铜是玫瑰红色富有延展性的金属 ，具有良好的导电性能和导热性能。基本物理特性：密度：8.93 g/cm3；原子量：63.54 ；电极电位为: 0 Cu 0.52 V ；0 Cu2 0.34 V ；电化当量：Cu 2.372 g/(A·h)；Cu21.186 g/(A·h) 基本化学特性：铜易溶于硝酸、铬酸和热的浓硫酸，遇碱易被侵蚀，铜在空气中会被氧化而失去光泽，在潮湿空气中与二氧化碳作用生成碱式碳酸铜(即铜绿)或氧化铜，当受到硫化物作用时，将生成棕色或黑色薄膜。二十四、铜镀层 铜镀层一般用作钢铁件、铜合金件、锌压铸件和塑料制品的防护装

15、饰电镀的中间镀层。由于它的稳定性较差，如果用作表面装饰镀层时，必须经过钝化或着色处理，并涂以有机涂料。 由于铜的电势比铁和锌的电势正，所以在铁和锌上面的铜镀层属阴极性镀层。 铜镀层有防渗碳功能，镀层厚度在30-50m之间。二十五、镀铜溶液：氰化物镀铜电解液、酸性硫酸盐镀铜电解液、焦磷酸盐镀铜电解液等1、氰化物镀铜氰化物镀铜溶液由铜氰化钠(钾)和游离氰化钠(钾)组成，可以直接在钢铁件和锌压铸件表面上镀铜而不发生置换反应。镀液具有优良的分散能力和覆盖能力，铜镀层结晶细致，用作中间镀层时，可以在基体金属表面覆盖一层结合力良好的铜镀层，而且，还能够改善后面镀层的覆盖能力。镀液中的氰化钠对镀件还有去油和

16、活化作用，既能解决有时因前处理去油不够彻底的缺陷，又可以增强铜镀层与基体金属的结合力。2、酸性硫酸盐镀铜（重点内容）硫酸盐镀铜溶液具有成分简单、稳定性能好、阴极电流效率高和成本低等优点，但存在分散能力差和镀层 粗糙、不光亮等缺点。必须加入光亮剂，才能镀出镜面光亮、整平和延展性能良好的镀层。电镀镍概述 镍是一种带微黄的银白色金属，具有良好的导电性能和导热性能。基本物理特性：密度：8.9 g/cm3；原子量：58.70；熔点：1452 电极电位为: 0 Ni2 0.250 V 电化当量： Ni2 1.095 g/(A·h) 基本化学特性：镍在有机酸中很稳定，在硫酸、盐酸中溶解很慢，在浓硝

17、酸中处于钝化状态，但在稀硝酸中则不稳定。 镍在空气中或在潮湿空气中比铁稳定，在空气中形成透明的钝化膜而不再继续氧化，耐蚀性好。 对钢铁基体来说，由于镍的标准电极电势比铁正，钝化后电势更正，镍镀层是阴极镀层。 镍镀层孔隙率较高，只有当镀层厚度超过25m时，才是无孔的，所以，一般不单独作为钢铁的防护性镀层，而是作为防护装饰性镀层体系的中间层和底层。在工程领域里，也有镀50 m以上的厚镍层来防止钢铁件的腐蚀或用来修复被磨蚀的零部件。在电镀中，由于镍镀层具有很多优异性能，其加工量仅次于锌镀层而居第二位，其消耗量约占镍总产量的10左右。二十六、镍镀层镀镍的类型很多。若以镀液种类来分，有硫酸盐、硫酸盐一氯

18、化物、全氯化物、氨磺酸盐、柠檬酸盐、焦磷酸盐和氟硼性盐等镀镍。由于镍在电化学反应中的交换电流密度(i0)比较小，在单盐镀液中，就有较大的电化学极化。以镀层外观来分，有无光泽镍(暗镍)、半光亮镍、全光亮镍、缎面镍、黑镍等。以镀层功能来分，有保护性镍、装饰性镍、耐磨性镍、电铸(低应力)镍、高应力镍、镍封等。二十七、镀镍溶液原配方为：硫酸：240g/L、氯化镍：20g/L、硼酸：20g/L暗镍工艺，目前许多如半光亮镍、光亮镍、高硫镍、缎面镍等镀镍的基础电解液。二十八、光亮镀镍 光亮镀镍镀液在目前镀镍工艺中应用最普遍、最广泛。它的特点是依靠不同光亮剂的良好配合，能够在镀液中直接获得全光亮并具有一定整平

19、性的镀层，现代光亮镀镍工艺，绝大多数是在瓦茨型镀镍液中加入光亮剂而获得的。二十九、镀镍光亮剂光亮剂的作用，一般将镀镍光亮剂分成两类，即初级光亮剂(或称第一类光亮剂)和次级光亮剂(或称第二类光亮剂)。(1) 初级光亮剂 具有显著细化镀层晶粒的作用，使镀层产生柔和的光泽，但不能产生镜面光泽。初级光亮剂也能抵消次级光亮剂所产生的张应力。(2) 次级光亮剂 必须与初级光亮剂配合使用，才能获得具有镜面光泽和延展性良好的镍镀层，若单独使用，虽然可获得光亮镀层，但光亮区电流密度范围狭窄，镀层张应力和脆性大。次级光亮剂能大幅度提高阴极极化，因此，能较好地改善镀液的分散能力。(3) 辅助光亮剂的有机物。它们的特

20、点是，在分子中既含有初级光亮剂的C-S基团，又含有次级光亮剂的CC基团。它们在单独使用时，并不能得到光亮镀层，但与其它光亮剂配合使用时，有如下几方面的作用：改善镀层的覆盖能力；降低镀液对金属杂质的敏感性，减少针孔；缩短获得光亮和整平镀层所需的电镀时间，即所谓出光速度加快，有利于采用厚铜薄镍工艺；降低次级光亮剂的消耗量三十、镍封闭所谓镍封闭，其实质是一种复合电镀工艺，目的是获得微孔铬层，使镀层的耐蚀性进一步提高。三十一、镀铬层的分类与应用镀铬可按其工艺及溶液不同来分类： (1) 防护装饰性镀铬；(2) 镀硬铬；(3) 乳白铬；(4) 松孔镀铬；(5) 黑铬三十二、镀铬过程的特点(1) 在镀铬过程

21、中，是由铬的含氧酸即铬酸来提供获得镀层所需的含铬离子(其它单金属电镀都是由其自身盐来提供金属离子)，属强酸性镀液。在铬酸镀液中，阴极过程相当复杂，阴极电流大部分都消耗在析出氢气及六价铬还原为三价铬两个副反应上，故镀铬过程阴极电流效率极低，通常只有8-18%。(2) 在镀铬液中，必须添加一定量的局外阴离子，如SO42 、 SiF62 、F等和必需有一定量的Cr3+，离子才能实现金属铬的电沉积过程。(3) 镀铬需采用较高的阴极电流密度，又由于阴极及阳极之间存在大量的氢气及氧气，尽管铬酸的导电性较好，仍需要采用大于12V的电源，而其他镀种使用8V以下的电源即可。在镀铬过程中，只有在较负的电极电位下才

22、能析出铬层，所以必须提高电流密度，以保证有较大的阴极极化。(4) 阳极不能用金属铬而是采用不溶性的铅或铅合金(PbSb、PbSn)。镀液内由于沉积出铬及其它消耗，故铬的补充要依赖于添加铬酸来解决。(5) 镀铬液的分散能力及覆盖能力都极差。欲获得均匀的铬层，必须采用人工措施，根据零件的几何形状而设计不同的象形阳极、防护阴极及辅助阳极。(6) 镀铬的操作温度和阴极电流密度有一定的依赖关系，改变二者的关系可获得不同性能的铬镀层。镀铬过程还有三个特殊的现象：阴极电流效率随铬酸浓度的升高而下降，随温度升高而下降，随阴极电流密度的提高而增加。以硫酸根做催化剂的镀铬溶液。铬酐和硫酸的比例一般控制在CrO3/

23、H2SO4: 100:1,铬酐浓度在150g/L-450g/L之间变化。三十三、ab段：阴极区镀液的pH值<1，阴极上没有氢气析出和铬的还原。溶液离子形式主要是Cr2O72 ，阴极反应为： Cr2O7214H+6e 2Cr3+7H2O 随着电极电势向负方向移动，反应速度不断增加，b点时到达最大值。b点：电极电势达到b点以后，除了Cr2O72还原为CrO3+外，在阴极上氢气明显地析出：2H+2e H2bc段: 同时进行着Cr2O72 Cr3+ 和H+ H2两个反应，但电流密度随电极电势变负而降低。这与阴极胶体膜的形成有关。析氢和Cr3+的存在为阴极胶体膜的形成创造了条件，由于阴极表面胶体膜

24、形成阻碍了电极反应的进行，使反应速度显著降低；又由于镀液中的硫酸对阴极胶体膜有一定的溶解作用，胶体膜的形成和溶解不断进行，致使曲线呈现异常。由于氢析出，使阴极表面镀液pH值增加，使Cr2O72转变为HCrO4 ， HCrO4离子浓度增加。当电极电势达到c点相对应的数值时，发生HCrO4还原为铬的反应：HCrO46e+ 3H+ Cr4OHcd段：Cr2O7214H+6e 2Cr3+7H2O 2H+2e H2HCrO46e+ 3H+ Cr4OH三个反应同时进行，且随着电极电势向负方向移动，反应速度不断增加，六价铬还原为金属铬的比例很小，在正常使用的电流密度范围内仅占总电流的1315。阴极胶体膜理论

25、：该理论认为当阴极极化曲线到达b点以后，由于阴极析氢，阴极镀液pH值增加，促使Cr2O72 转化为HCrO4 ，同时pH到3左右时，产生Cr(OH)3胶体沉积，它和六价铬一起组成了荷正电的碱式铬酸铬Cr(OH)3·Cr(OH)CrO4。称为胶体膜，覆盖在阴极表面。胶体膜的存在是Cr6+还原为Cr的必要条件。三十四、防护装饰镀铬的特点： (1)镀层很薄，只需0.25µm0.5 µ m； (2)镀铬层对钢铁基体是阴极性镀层；因此，必须采用中间镀层才能达到防止基体金属腐蚀；(3)镀层光亮、平滑，具有很好的装饰外观。防护装饰镀铬可分为一般防护装饰性镀铬和高耐蚀性防护装饰性

26、镀铬。三十五、铝及铝合金的阳极氧化概述：金属转化膜是指金属表面的原子层与某些特定介质的阴离子反应后，在金属表面生成的膜层。转化膜同金属上别时覆盖层不同，它的生成必须有基体金属的直接参与，且自身转化为成膜产物，因此，膜层与基体具有很好的结合力。通过化学作用在金属表面形成转化膜的过程称为化学转化；通过电化学作用形成氧化物膜的过程称为电化学转化，也叫阳极转化。阳极氧化：指采用电化学方法，零件作阳极，生成其有保护作用的氧化膜的方法。三十六、硫酸阳极氧化膜铝及铝镁合金在硫酸液中取得的阳极氧化膜无色透明，含锰或硅的铝合金的氧化膜则为浅灰色或棕灰色。纯铝的膜层厚度可达40m，一般防护装饰性氧化膜厚为520

27、m。硫酸氧化膜多孔，吸附能力较强，孔隙率为1015，膜层适合染色或电解着色，用于装饰或作识别标记。为提高膜的防护性能应进行封闭处理，在使用条件恶劣或耐蚀性要求较高时，还需要补充涂漆。漆膜与氧化膜具有良好的结合力。铝及其合金零件在湿热带使用的产品，一般先进行阳极氧化，再用重铬酸盐封闭处理。三十七、铬酸阳极氧化膜铬酸阳极氧化膜不透明，具有乳白色、浅灰色至深灰色的外观，膜层较薄，仅有25m，对氧化零件的尺寸变化小，可保持原来的精度和表面粗糙度，适用于精密零件氧化。膜层致密性好，孔隙率低，不封闭即可使用。三十八、草酸阳极氧化膜草酸阳极氧化可得到较厚的膜层，一般为820m，最厚可达60m。草酸氧化膜较细

28、致，弹性好，孔隙率低，耐蚀性高，外观呈半光亮的灰白色至深灰色、黄色或带金黄色调的灰绿色。获得哪种颜色取决于合金成分及表面状态。膜层具有很好的电绝缘性。三十九、硬质阳极氧化膜铝及铝合金硬质阳极氧化又称厚膜氧化。膜层厚度可达250 300 m ，外观呈灰、褐至黑色。氧化膜的硬度很高，一般为HV300-600，与合金牌号和处理工艺有关，并存在硬度梯度，靠近基体部分的硬度较高，而外层的硬度则较低。由于氧化膜有微小孔隙，可以吸附润滑剂，故能提高抗磨能力。硬质膜具有良好的耐蚀性能，一般情况下优于普通氧化膜。膜层具有高的电绝缘性，膜厚100m时，击穿电压为1850V，浸绝缘漆后可达2000V。四十、阳极氧化

29、工艺流程：铝及铝合金阳极氧化工艺流程应根据材料成分、表面状态以及对膜层的要求来确定。通常采用的工艺流程如下： 机械准备除油水洗浸蚀(或化学抛光、电化学抛光)水洗阳极氧化水洗着色水洗封闭水洗干燥 机械准备需要进行，如抛光轮抛光可得到光亮平滑的表面；喷砂可得到无光泽表面；振动或滚动研磨可进行成批处理，降低表面粗糙度或用以形成砂面；刷光可使表面产生丝纹等特殊装饰效果。四十一、硫酸阳极氧化 工艺规范：铝及铝合金硫酸阳极氧化可在硫酸或含有添加剂的硫酸溶液中进行。 流程：铝及铝合金式样 除油 热水洗 冷水洗 浸蚀 水洗 硫酸阳极氧化 水洗 封闭 化工工艺条件： 硫酸100-200g/L;阳极电流密度0.8

30、-1.5A/dm2；温度15-25；电压10-25V；时间20-40min四十二、化学镀的特点（1） 镀层具有良好的耐蚀性，耐磨性和磁性能，硬度高，孔隙率小；（2） 均镀能力好；（3） 不需要电源，镀层表面没有导电触电；（4） 可以在金属、非金属、半导体上产生金属沉积。四十三、化学镀液的主要组成及作用A、主盐：硫酸镍、氯化镍，主盐浓度高，沉积速度快，单溶液稳定性下降，一般采用的浓度较低。提供镀层中的金属离子。B、还原剂：次磷酸钠多数用于副反应过程。为镍离子提供电子，使其还原沉积。C、络合剂：与镍离子形成稳定的络离子，控制反应速度。D、添加剂缓冲剂：使镀液的维持在一定酸度范围内。稳定剂：提高溶液

31、的稳定性，并抑制自发的分解反应。光亮剂：增加镀层的光亮性。*镀液的配制A、称取计量量的镍盐、络合剂、还原剂、添加剂分别溶解；B、将溶解好的含镍盐溶液在不断的搅拌下倒入含络合剂的溶液中；C、将还原剂溶液在强搅拌下倒入B溶液中；D、将添加剂溶液在搅拌下倒入C溶液中；E、用蒸馏水稀释至计量体积；调整pH值（NaOH,氨水4.2-5）；F、过滤。四十四、合金电镀电镀合金是利用电化学方法是两种或两种以上的金属（包括非金属）共沉积的过程。合金镀层是指含有两种或两种以上的金属的镀层，不管这些金属在镀层中的存在形式和结构如何，只要他们结晶致密，凭肉眼不能区分开来，均可视为合金镀层。合金镀层获得方法：可以采用热

32、熔法、真空镀法、离子镀法、溅射法、化学镀法和电镀法等。四十五、电镀合金的分类与用途电镀防护性合金镀层、电镀防护装饰性合金镀层、电镀可焊接性合金镀层、电镀耐磨性合金镀层、电镀磁性合金镀层、电镀减磨性合金镀层、电镀仿不锈钢合金镀层、电镀贵金属合金镀层四十六、电镀合金镀液的类型（1） 简单盐镀液（2）络合物镀液（3）有机溶剂镀液（4）熔融盐镀液四十七、金属共沉积理论1、二元合金的共沉积需具备两个基本条件：（1） 合金中的两个金属至少有一种金属能单独从其水溶液中电沉积出来，有些金属（如W、Mo等）虽然不能从水溶液中电沉积出来，但可与另一种金属（如Fe、Co、Ni等）同时从水溶液中实现共沉积。（2） 金

33、属共沉积的基本条件是两种金属的析出电动势要十分接近或相等（否则电位校正的析出），与标准电极电位、离子活度、阴极极化有关。2、 实现金属共沉积，通常采用的措施有：（1） 改变金属离子的浓度；（2）加入配位剂;（3）采用添加剂；（4）利用共沉积是电位较负的组分的去极化作用。3、 金属共沉积类型（1） 正常共沉积（2）非正常共沉积四十八、电镀锡合金工业应用最早、最广的锡合金镀层是锡铅合金，主要应用于需要良好耐腐蚀性和焊接性能的产品上，目前开发和应用较多的有锡镍、锡钴、锡锌、锡铈、锡银等系列的二元或三元锡合金镀层。 锡铅合金镀层呈浅灰色、有金属光泽，较柔软，孔隙率比相同厚度的锡镀层或铅镀层小，可防止“

34、锡晶须”的生长。 锡镍合金镀层可在钢铁上直接电镀，可焊性优良，镀层硬度，耐磨性，抗化学试剂和大气腐蚀性能，都比单金属的锡镀层和镍镀层优越。四十九、电镀锌合金 锌合金一般指以锌为主要成分，含有少量其他金属的合金而言目前应用比较多的是锌与铁族金属生成的二元合金，由于铁族的原子结构和性质很相近，它们与锌形成合金的共沉积特性也很相近，铁族金属的电极电势比锌正得多，但在共沉积时，锌比铁族金属容易沉积，这种电沉积称为异常共沉积。锌合金最大的特点就是与锌镀层相比，具有较高的耐蚀性，并具有良好的防护性价格比值。锌镍、锌钴、锌铁、锌钛等四种锌合金。锌镍合金镀层具有以下特点：耐蚀性好，比锌层高3倍以上，经彩色钝化

35、或黑色钝化，耐蚀性将大大提高氢脆性小，故可作代镉镀层使用有较好的可焊性。尽管锌镍合金镀层具有较高的耐蚀性，若不进行钝化处理，还是容易腐蚀，生成氧化锌或氢氧化锌(即白锈)，从而破坏了镀层外观。锌铁合金有两种：一种是含铁量高的(1025或更高)锌铁合金镀层，该镀层不易钝化，易磷化处理，对油漆有良好的结合力，多用于钢板和钢带的表面处理，作为涂漆或电泳涂漆的底层；另一种是含微量铁的锌铁合金镀层，它易钝化，耐蚀性能优良，特别经过黑色钝化，其耐蚀性有很大提高，镀层中一般含铁量为0.4(0.20.7)左右。电镀锌钴合金是近年发展起来的一种锌基合金。它与锌镍、锌铁合金一样，都具有良好的耐蚀性。锌钴合金的耐蚀性

36、随镀层中钴含量的增加而提高，但钴含量超过1时，其耐蚀性的提高相应减慢，因而，实用中是含钴量在1以下的锌钴合金镀层。另外，钴含量为20左右的锌钴合金镀层外观光亮，与铬镀层相似，可望作为代铬镀层使用。以下主要介绍钴含量小于1的耐蚀性锌钴合金电镀工艺，分为两种类型，即酸性氯化物型和碱性锌酸盐型。五十、电镀铜合金概述 电镀铜合金可以提高硬度、改变颜色（如作为装饰性的仿古镀层、仿金镀层等）以及获得其他特殊的性能。电镀铜合金在生产中应用较多的为铜锌合金(黄铜)、铜锡合金(青铜)和仿金镀层。1、铜锡合金（青铜）的性质利用途：在铜锡合金层中，随锡含量增加，合金的外观色泽也发生变化。当锡含量低于8时，其外观与铜

37、相似，为红色，当锡含量增加到1315时，镀层为金黄色，当锡含量达到或超过20时，镀层为白色。根据合金镀层中含锡量的多少，可分为三种类型：(1) 低锡青铜 合金中含锡量为815，镀层呈黄色。低锡青铜硬度较低，有良好的抛光性。对钢铁基体而言，合金属于阴极镀层。低锡青铜在空气中易氧化而失去光泽，不宜单独作防护装饰性镀层，表面还要套铬，作为装饰性镀层的底层。它在热水中有较高的稳定性，可用于在热水中工作的零件。 (2) 中锡青铜 合金中含锡量大致在1535范围内。中锡青铜的硬度、抗氧化性和防蚀能力均较低锡青铜为好。中锡青铜一般也可以套铬，作为底层，但容易发花和色泽不均，故应用较少。(3) 高锡青铜 含锡

38、量大致在4055范围内，镀层呈银白色，抛光后有良好的反光性能。在空气中不易失去光泽，能耐弱酸、弱碱和食物中的有机酸。高锡青铜的硬度介于镍和铬之间，同时还有良好的导电性和钎焊性。一般可用来代银或代铬，可用作反光镀层及仪器仪表、日用商品、餐具，乐器等装饰性镀层。高锡青铜的缺点是脆性较大，产品不能经受变形。电镀铜锡合金电解液可分为氰化物、低氰和无氰三种。(1) 氰化物电镀铜锡合金；(2)低氰化物焦磷酸盐电解液；(3)低氰化物三乙醇胺电解液；(4)无氰铜锡合金电解液 2、铜锌合金镀层俗称黄铜镀层，一般含铜6875，含锌2532。电镀铜锌合金在工业上已应用了100年左右。除了由于它具有美丽的金黄色外观用

39、于装饰外，还作为提高钢铁件与橡胶的结合力的中间镀层(0.5µm2.5 µ m)以及减摩镀层。由于铜与锌的标准电势相差甚大，从简单盐镀液中难以共同沉积，因此，只能用络合物来调整使铜和锌离子析出电势接近。这样才有利于铜的锌共同沉积。作为装饰用，一般在光亮镍镀层上闪镀一层很薄的铜锌合金镀层(约l µ m2 µ m)，以达到装饰的目的。如果还要在铜锌合金镀层表面上着色或制作花纹，则需按镀件要求镀得较厚。3、电镀仿金仿金镀层具有真金的色泽，既雍容华贵又价廉物美，因此深受人们的喜爱。首饰、钟表、灯具、眼镜、工艺晶等民用商品镀仿金镀层后可以提高它的装饰性。价值稍高的商

40、品镀仿金镀层后再镀一层极薄的金或金合金镀层则更可以提高它的稳定性能和商品价值。所谓仿金镀层其实就是镀铜锌合金，或在镀液中加入某些第三种金属(如锡、镍、钻等)来改变镀层的外观，以期镀取接近各种成色黄金的色调。仿金镀层一般镀1 µm2l µm。为了提高它的光亮度和耐腐蚀性能，大多数在镀仿金镀层前先镀光亮镍作中间镀层。不应在光亮铜镀层上面直接镀仿金镀层，因为它会使仿金镀层泛红色。采用光亮镍作中间镀层时，为了提高仿金镀层与镍镀层的结合力，镀件镀光亮镍后必须经过阴极电解去油3min5min，清洗后用50g/L的硫酸溶液活化再经清洗干净才可进入镀仿金渡槽。为了防止仿金镀层泛色或变色，镀

41、仿金后的镀件么经过多次流动水清洗和纯水清洗，并进行钝化处理后再涂覆透明有机涂料。五十一、 电镀镍合金 概述：镀镍合金层有良好的装饰性、耐蚀性，并有较好的耐磨性和磁性等多种功能。由于加入了新 的元素，使镍合金镀层的功能比单一镍镀层获得进一步的改善。1、电镀镍铁合金镍和铁的原子结构很相近，其标准电势分别为0.250V和0.44V。同为铁族元素，从电化学角度来分析，它们在单盐溶液中就有可能实现共沉积。电镀镍铁合金早期用于电铸。计算机工业发展以后，电镀镍铁合金大量应用于磁性记忆元件的制备。由于镍铁合金的韧性比光亮镍好，耐蚀性(含铁量<40的低铁合金)与光亮镍相近，套铬时覆盖能力较好，特别是用廉价

42、的铁取代部分金属镍，降低了成本。2、电镀镍钴合金钴的标准电势为-0.277V，与镍的标准电势-0.25V很接近，又同属铁族元素，加上它们的交换电流(i0)都很小，能在单盐溶液中获得细致均匀的镀层，因此，在单盐溶液中实现镍钴合金的共沉积是比较容易的。当镀层中含钴量在40以下时，镍钴合金镀层具有良好的耐蚀性和较高的硬度及良好的耐磨性。因此，镍钴镀层可作为装饰性镀层和耐磨镀层，用于手表、模具和在化工、医药工业中，需要既耐蚀又耐磨零件的电镀。当镀层中钴含量在80左右时，镀层具有良好的磁性能，容易获得不同厚度的磁性薄膜，广泛用于计算机、声音及图像的记录。3、电镀镍钨合金钨的标准电势为1.05V，在水溶液

43、中其离子不能单独实现电沉积，但在铁族金属存在时，在一定的镀液中可以实现共沉积，例如镍钨合金的共沉积，称之为诱导共沉积。镍钨合金镀层具有较高的熔点与硬度，较好的耐热性、耐磨性和耐蚀性，适用于轴承、活塞、汽缸、模具和石油工业中某些特殊容器等产品的表面镀层。另外，因这种镀层具有良好的可剥离性，而被用于玻璃铸模上。在镍钨合金镀层中，含钨量达44以上时，合金镀层呈非晶态，具有较低应力。五十二、钢铁的氧化当钢铁处于潮湿的大气中时，在它的表面上形成了微电池，在氧的作用下钢铁表面上就形成了铁锈。由于它非常疏松并且易吸湿，因而促使潮湿的大气继续对钢铁进行腐蚀，直至破坏。如果在钢铁表面上形成一层致密的磁性氧化铁(

44、Fe3O4)薄膜，就能使钢铁具有一定的抗大气腐蚀能力，阻止钢铁表面生锈，还能起到表面装饰的作用。钢铁表面上的磁性氧化铁(Fe3O4)薄膜，可以通过多种途径获得。将钢铁表面置于温度高达570以上的过热蒸汽中进行化学反应、将钢铁放在高温盐浴炉中加热、将钢铁放在含氧化剂的浓碱溶液中进行处理，均可以在钢铁表面上形成一层磁性氧化铁薄膜。为了对钢铁零件表面进行装饰防护，采用在含氧化剂的浓碱溶液中进行化学处理的工艺，比使用其他方法更易实施，工艺过程易于质量控制。表面处理工艺习惯将该工艺称为“碱性氧化”。由于磁性氧化铁薄膜(Fe3O4)呈蓝黑色或黑色，所以，也有人称该工艺为“发黑”或“发蓝”工艺。碱性氧化膜层

45、的结构、外观和防护性能，在很大程度上是随着它的厚度不同而变化的。当膜层非常薄(0.02m0.04m)的时候，对于钢铁表面的外观和抗大气腐蚀性能没有任何作用。当膜层的厚度超过2.5m时，颜色发暗，有时呈灰黑色。由于膜层与基体的结合力差，所以膜层的抗擦拭能力很差。较适宜的膜层厚度通常在0.6m-lm的范围内。这时的膜层外观呈蓝黑色或黑色，有光泽，与基体结合牢固，有很好的抗擦拭能力。如果钢铁零件碱性氧化之后再浸防锈油脂或蜡，那末膜层的抗盐雾试验能力就可以提高到24h150h。碱性氧化工艺特别适合于处理需要用黑色进行装饰的、并在良好条件下使用的精密机械产品零件，例如，精密机床零件、光学产品零件、枪械产

46、品零件、仪器仪表零件、液压控制系统器件等。由于膜层很薄，因此不会影响产品的装配。钢铁零件的碱性氧化是在处于沸腾温度条件下含有硝酸盐和亚硝酸盐的浓碱溶液中进行处理的。溶液中碱的浓度和零件处理时溶液的温度是否处于微沸条件下，对膜层的成膜过程、外观、抗大气腐蚀性能起着决定性的影响。钢铁碱性氧化成膜过程的机理比较复杂，前苏联科学 曾对此提出了一个简易明了的见解。他认为钢铁的碱性氧化是一个电化学过程，由于钢铁表面微电池的作用，使铁溶解成为二价铁离子，并在钢铁表面附近含有氧化剂的溶液中发生下面的化学反应，生成亚铁酸钠盐： 3Fe5NaOHNaNO23Na2FeO2H2ONH3亚铁酸钠盐在溶液中被氧化剂继续

47、氧化,生成高铁酸钠盐： 6Na2FeO2NaNO25N2O 3Na2Fe2O47NaOHNH3有人认为，亚铁酸盐被氧化成高铁酸盐是通过形成一种铁的亚硝基中间化合物Fe(NO)m，过渡完成的，氧化的速度受制于Fe(NO)m生成的速度，氧化剂含量高，则Fe(NO)m，的生成速度加快。通常亚铁酸盐只能部份的被氧化成高铁酸盐。由于零件表面附近的溶液中既含有亚铁酸钠又含有高铁酸钠，因此二者又通过下列化学反应，相互作用生成磁性氧化铁(Fe3O4)。 Na2FeO2 + Na2Fe2O4+2H2O Fe3O4 + 4NaOH当溶液中的磁性氧化铁达到过饱和状态时，磁性氧化铁晶体就开始在零件的表面上沉积出来并形成晶核，通过晶核的成长形成了致密的磁性氧化铁膜层。高铁酸钠一方面会与亚铁酸钠反应生成磁性氧化铁，同时也会通过水解生成三价铁的氧化物，通常称为红色氧化物： Na2Fe2O4 + (m+1)H2O Fe2O3mH2O + 2NaOH生成的红色氧化物一般都沉于槽底。由于在通常的条件下生成磁性氧化铁的反应速度慢于高铁酸钠水解生成三氧化二铁红色氧化物的速度，因此生成红色氧化物是不可避免的。如果高铁酸钠水解的反应控制不当的话，红色氧化物就可能随磁性氧化铁一起沉积于零件的表面上，一方面影响了磁性氧化铁膜层的致密性，另一方面因很难从零件表面上将其擦掉，从而损坏了磁性氧化铁膜层的外观，造成不合