电镀基本知识

1、第四章电镀基本知识第一节基木分类：一、化学电镀1、电镀 在电解质溶液中，工件为阴极，在外电流作用下，使其表面形成镀层的过程，称为电镀。2、氧化 在电解质溶液中，工件为阳极，在电流作用下，使其表面形成氧化膜层的过程，称为阳极氧化。二、真空法1、物理气相沉积PVD 在真空条件下，将金属气成原子或分子，或者使其离子化成离子，直接沉积到工件表面， 形成镀层的过程，如蒸发镀，溅射镀，离子镀。2、离子注入 高电压下将不同离子注入工件表面令其表面改性的地程，称为离子注入3、化学气相沉积CVD低压下，气态物质在工件表面因化学反应而生成固态沉积层的过程三、电镀流程1：电镀化学去油水洗阳极电解去油水洗浸酸水洗光亮

2、酸铜常作为其它镀层的中间镀层，以提高表面镀层和基体 金属的结合力水洗I光亮镍镍具有银白色金属光泽，密度8.9,镍常与其它金属镀I层构成多层体系，镍作为底层或中间层或采用多层镍 水洗来降低镀层的孔隙率，以提高镀层的抗腐蚀能力。 镀铭金装饰镀层，不同镀层逐个说明水洗干燥除氢 将镀件在200-300C烘箱内保温23h，自然冷却，除氢应连续进行，烘箱温度误差5c第二节常用装饰镀层的种类铭是稍带蓝色的银白色金属，原子量51.996，原子价2.3.6；电解铭密度（6.97.1）.硬度HV750-1050,熔点1890C。铭在大气中有强烈钝化能力，能长久保持光泽，在碱液，硫酸，硝酸，硫化物及许多有机酸中均不

3、发生作用，但铭能溶 于氢卤（LU）酸和热的浓硫酸中。铭层有很高的硬度和优良的耐磨性，很低的摩擦系数。铭层有较好的耐热性，在空气 中加热到500C时其外观和硬度无明显的变化，反光能力很强。镀铭依用途分1：装饰性镀铭厚度一般控制在0.250.50um范围。2：耐磨镀铭厚度一般控制在580um范围吊铭一般用三价铭，滚铭一般用锡钻合金，代用铭镀铭溶液的特性1：镀铭溶液采用含量高，氧化性很强铭酸酐，它危害人体和环境污染2：镀铭溶液的阴极电流效率很低，大量电流消耗于析出氢气的反应3：电流很高12V，高出其它镀种的一倍4：镀铭时产生大量气体，形成大量铭雾逸出，须安装排风扇和铭雾回收装置5：由于阴极大量析氢，

4、使镀层和基体金属氢脆金的原子序数为79,金的原子核周围有79个带负电荷的旋转电子。金前面的近邻是饿、铱、铂，金与钉、铑、钯、饿、铱、铂这些金属都具有很好的化学稳定性，统称为贵金属。1：金的物理性质金的密度很大，仅次于铂，为19.32/立方厘米,46毫米直径的金球质量为1000克。金很柔软，很容易磨损，也很容易变成极细粉末。金具有良好的延压性能，易于锻造和延展。1克黄金可以拉成长3500米，直径为0.0043毫米的金丝。1000克黄金可以 延展530平方米。金是热和电的良导体。金是抗磁体，但含锰的金磁化率相当高。含大量的铁、镍、钻的金是强磁体。金在可见光谱区域的中间部分迅速提高，反射性能是在红外

5、线区域内。金具有高反射率、低辐射率的性能。金中含有其他元素的合金能改变波长，即改变颜色。金有再结晶温度低的特点。2：金的核性质金有22个放射性同位素。只有原子量为197的这种金的同位素才是稳定的。在低能情况下，捕获由伽玛射线释放的电子是天然金最重要的核反应。当金释放其中子的能量为5电子伏特时，捕获 面大的反常，竟达到20000靶。金的原子核具有较大的捕获中子截面。金具有吸收X射线的本领。3：金的化学性质金的化学稳定性极高，在碱及各种酸中都极稳定。在空气中不被氧化，也不变色。金具有极佳的抗变色性和抗化学腐 蚀能力。金在氢、氧、氮中明显地显示出不溶性。氧不影响它的高温特性，这是金与其他所有金属最显

6、著的不同。金能溶解在王水中，还能溶解在盐酸及铭酸的混合液中，也能溶解在硫酸及高锰酸的混合液中，并且也能溶解于氤化 物盐类的溶液中。金的化合物易还原为金属。高温下的氢和电位序在金之前的金属以及过氧化氢、二氯化锡、硫酸铁、二氧化锰等都可 作还原剂。使金还原能力最强的金属是镁、锌、铁和铝。还可以采用各种有机质来还原金，如甲酸、草酸、乙快等。镀金合金由于纯金镀层太软及价格高，故常镀金合金我。一般以18K20k金的色泽和硬度较好。它们的金含量如下：1： 18K 含金 70.9%79.2%2 20K 含金 79.3%87.5%3： 22K 含金 87.5%95.8%4： 24K 含金95.9%以上合金分二

7、元合金 金铜合金呈金红色或玫瑰金色金银合金绿金色三元合金 金-铜-镉合金 金-铜-银合金四元合金金-铜-镉-银合金各种金衡换算表金衡盎司Ounce市两司马两克 Gram格令Grain托拉Tola打兰Dram公斤 Kilogram日本两10.99530.83104731.1035480.002.666710.000.031103582.941.004710.834931.25482.2562.679210.0470.031258.3331.20331.1976137.4269577.58473.208812.0330.037439.98020.032150.0320.02672115.43230

8、.085740.31250.0010.266660.0020830.0020740.001730.064810.005560.020830.0006480.017280.3750.37320.3116411.6637180.0013.750.011663.110210.10.099530.08313.1103548.000.2666710.003110350.829432.1532.0026.71831000.0015432.1085.73495321.501266.660.120570.12000.10023.7505.78730.32151.20570.00351钮是银白色金属，熔点155

9、5C，具有延展性，是铂簇元素中价格最便宜的。但纯钮耐蚀性比铂簇元素中其它金属差，易受销酸浸蚀，色泽较暗，在空气中还会变色。采用白色光亮性钮镣合金可克服这些缺点。钮的密度12g/cm3。钮可直接镀在铜或银的抛光面上，在其它金属上镀钮时必须用铜或银作底层。镣材料(N6)的性能纯镣是一种银白色金属，由于具有优良的耐蚀性，较高的电真空性能和电磁控制性能，广泛应用于化工、机械电子， 食品等方面。纯镣具有优良的焊接性能和加工性能。镣及镣合金可加工成管棒线板带箔材产品。N6是工业上应用最广泛的材料，它具有很好的机械性能，在许多腐蚀环境中具有优良的耐蚀性能，特别耐烧碱的腐蚀。N6 的化学成分(GB5235-8

10、5)元素 Ni+Co Cu Fe Mn C Si S% 99.5 0.06 0.10 0.05 0.10 0.10 0.005N6的物理性能熔点1435-1446C比重8.89导热系数0.61 (100C)卡/厘米秒C比热 0.109 (20C)卡/克/C电阻系数9.5 (20C)微欧姆厘米居里点360C镣的耐腐蚀性能镣在露天下镣表面形成极致密和坚固的保护膜。在有二氧化硫和硫化氢的空气中、镣的腐蚀速度为0.0010.001毫米/年，在海洋大气下为0.00010.00013毫米/年,在农村地区为0.000030.00013毫米/年，在天然淡水中为0.003毫米/年，在海水中为0.13毫米/年。蒸

11、气冷凝水对镣的影响很小。但冷凝水被空气和二氧化碳饱和时(30%空气和70%CO2)，在120淄蚀速度高达0.22毫 米/年。无机酸，特别是硝酸和亚硝酸，对镣的作用极强烈。碳酸盐，硝酸盐，硫酸盐，氯化物和醋酸的碱性和中性溶液对镣影 响极小，腐蚀速率为0.013毫米/年，但这些盐类的酸性溶液与镣反应强烈，达到1毫米/年。在苛性碱溶液中，由于镣表面形成坚固的保护膜，甚至在高温下也极稳定(0.010.003毫米/年)镣在无水氨气中不腐蚀，在10%以上的浓氨溶液中和有空气存在的条件下，镣的腐蚀显著。氧化在电解质溶液中，工件为阳极，在外电流作用下，使其表面形成氧化膜的过程，称为阳极氧化。铝的主要特性铝及其

12、合金的优良特点是其外观好、质轻，可机加工性、物理和力学性能好，以及抗腐蚀性好，从而使铝及铝合 金在很多应用领域中被认为最为经济实用。铝的密度只有2.7g/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度（分别为7.83g/ cm3，8.93g/cm3），的1/3。在大多数环境条件下，包括在空气、水（或盐水）、石油化学和很多化学体系中，铝能显示优良的 抗腐蚀性。铝的表面具有高度的反射性。辐射能、可见光、辐射热和电波都能有效地被铝反射，而阳极氧化和深色阳极氧化 的表面可以是反射性的，也可以是吸收性的，抛光废的铝在很宽波长范围内具有优良的反射性，因而具有各种装 饰用途及具有反射功能性的用途。铝通常显示出优良的电导率和

13、热导率，具有高电阻率的一些特定铝合金也已经研制成功，这些合金可用於如高转 榘的电动机中。铝由於它的优良电导率而常被选用。在重量相等的基础上，铝的电导率近於铜的两倍。铝合金的 热导量率大约是铜的50-60%，这对制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具，以及汽车的缸盖与散热器皆为 有利。铝是非铁磁性的，这对电气工业和电子工业而言是一重要特性。铝是不能自燃的，这对涉及装卸或接触易燃易爆 材料的应用来说是重要的。铝无毒性，通常用於制造盛食品和饮料的容器。它的自然表面状态具有宜人的外观。 它柔软、有光泽，而且为了美观，还可着色或染上纹理图案。些铝合金在强度上超过结构钢材，但是纯铝及某些铝合金的强度和硬

14、度极低。在现代生活中，铝已经广泛地应 用在建筑行业中。可机加工性：铝的可机加工性是优良的。在各种变形铝合金和铸造铝合金中，以及在这些合金产出废具有的各种状态中，机加 工特性的变化相当大，这就需要特殊的机床或技术。可成形性：这是铝及许多铝合金较重要的特性之一。特定的拉伸强度、屈服强度、可延展性和相应的加工硬化率支配着允许 变形量的变化。商业上可提供的铝合金在不同形态下成形性的额定值取决於成形的工艺方法。这些额定值在作金 属加工特性的定性对照中仅能起大致的指导作用，即不能定量地作为成形性的极值。可锻性：铝合金可以锻造成形状与品种繁多的锻件，它们的最终部件锻造设计标准的选择范围（基於预定的用途）是很

15、宽的。连接铝可用各式各样的方法连接，包括熔焊、电阻焊、硬焊、软焊、粘结以及诸如铆接和栓接之类的机械方法。可回收性: 铝具有极高的回收性，再生铝的特性舆原生铝几乎没有别。这点使铝成为环保人仕的宠儿。铝产品阳极氧化去油 去油粉CL-2酸性除油.水洗.去硅灰：如去油后产品表面有黑灰，用除硅剂ES-120清洗.I水洗.阳极氧化：最佳添加:常温硬质氧化添加剂EC-N、氧化缸清洁剂.水洗.去灰：氧化后如还有黑灰，使用以下配方清洗.除渍剂ES-220: 50%除硅剂ES-120: 50%温度：常温时间：视产品 出灰情况而定.染色：黑色 (深黑804 &深黑805)水洗 淤彻底水洗最好再在纯水中浸1-2分钟.

16、高温封闭：热封闭盐DX-500添加防粉剂ED-68同时使用，效果极佳.如不染色，常温封闭：常温封闭盐EC-3封闭.钛钛在高温下易于与空气中的0、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素发生反应，在铸件表面形成表面污染层，使 其优良的理化性能变差，硬度增加、塑性、弹性降低，脆性增加。钛的密度小，故钛液流动时惯性小，熔钛流动性差致使铸流率低。铸造温度与铸型温差(300C)较大，冷却快，铸造在保 护性气氛中进行，钛铸件表面和内部难免有气孔等缺陷出现，对铸件的质量影响很大。因此，钛铸件的表面处理与其它牙用合金相比显得更为重要，由于钛的独特的理化性能，如导热系数小、表面硬度、及 弹性模量低，粘性大

17、，电导率低、易氧化等，这对钛的表面处理带来了很大的难度，采用常规的表面处理方法很难达到理想 的效果。必须采用特殊的加工方法和操作手段。铸件的后期表面处理不仅是为了得到平滑光亮的表面，减少食物及菌斑等的积聚和粘附，维持患者的正常的口腔微生态 的平衡，同时也增加了义齿的美感；更重要的是通过这些表面处理和改性过程，改善铸件的表面性状和适合性，提高义齿的 耐磨、耐蚀和抗应力疲劳等理化特性。一、表面反应层的去除表面反应层是影响钛铸件理化性能的主要因素，在钛铸件研磨抛光前，必须达到完全去除表面污染层，才能达到满意的 抛光效果。通过喷砂后酸洗的方法可完全去除钛的表面反应层。喷砂：钛铸件的喷砂处理一般选用白刚

18、玉粗喷较好，喷砂的压力要比非贵金属者较小，一般控制在0.45Mpa以下。因为，喷射 压力过大时，砂粒冲击钛表面产生激烈火花，温度升高可与钛表面发生反应，形成二次污染，影响表面质量。时间为1530秒， 仅去除铸件表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层即可。其余的表面反应层结构宜采用化学酸洗的方法快速去除。酸洗：酸洗能够快速完全去除表面反应层，而表面不会产生其他元素的污染。HF-HCl系和HF-HN03系酸洗液都可用于钛的酸 洗，但HFHCl系酸洗液吸氢量较大，而HFHNO3系酸洗液吸氢量小，可控制HNO3的浓度减少吸氢，并可对表面进行光亮 处理，一般HF的浓度在3%5%左右，HNO3的浓度在15%

19、30%左右为宜。二、铸造缺陷的处理内部气孔和缩孔内部缺陷：可等热静压技术(hot isostatic pressing)去除，但对义齿的精度会产生影响，最好用X线 探伤后，表面磨除暴露气孔，用激光补焊。表面气孔缺陷可直接用激光局部焊接修补。三、研磨与抛光机械研磨：钛的化学反应性高，导热系数低，粘性大，机械研磨研削比低，且易于磨料磨具发生反应，普通磨料不宜用于钛的研磨 与抛光，最好采用导热性好的超硬磨料，如金刚石、立方氮化硼等，抛光线速度一般为9001800m/min.为宜，否则，钛表面 易发生研削烧伤和微裂纹。超声波研磨：通过超声振动作用，使磨头和被研磨面间的磨粒与被研磨面产生相对运动而达到研

20、磨、抛光的目的。其优点在于常规旋 转工具研磨不到的沟、窝和狭窄部位变得容易了，但较大的铸件研磨效果还不能令人满意。电解机械复合研磨：采用导电磨具，在磨具与研磨面之间施加电解液和电压，通过机械和电化学抛光的共同作用下，降低表面粗糙度提高表 面光泽度。电解液为0.9NaCl，电压为5v，转速为3000rpm/min.，此方法只能研磨平面，对复杂的义齿支架的研磨还处于研 究阶段。桶研磨：利用研磨桶的公转与自转所产生的离心力，使桶内的义齿与磨料相对摩擦运动而起到降低表面粗糙度的研磨目的。研磨 自动化、效率高，但只能降低表面粗糙度而不能提高表面光泽度，研磨的精度较差，可用与义齿精抛光前的去毛刺和粗研磨。

21、化学抛光：化学抛光是通过金属在化学介质中的氧化还原反应而达到整平抛光的目的。其优点是化学抛光与金属的硬度、抛光面积 与结构形状无关，凡与抛光液接触的部位均被抛光，不须特殊复杂设备，操作简便，较适合于复杂结构钛义齿支架的抛光。 但化学抛光的工艺参数较难控制，要求在不影响义齿精度的情况下能够对义齿有良好的抛光效果。较好的钛化学抛光液是HF 和HNO3按一定比例配制，HF是还原剂，能溶解钛金属，起到整平作用，浓度10%, HNO3起氧化作用，防止钛的溶解过度和 吸氢，同时可产生光亮作用。钛抛光液要求浓度高，温度低，抛光时间短(12min.)。电解抛光：又称为电化学抛光或者阳极溶解抛光，由于钛的电导率

22、较低，氧化性能极强，采用有水酸性电解液如HFH3PO4、HFH2SO 系电解液对钛几乎不能抛光，施加外电压后，钛阳极立刻发生氧化，而使阳极溶解不能进行。但采用无水氯化物电解液在低 电压下，对钛有良好的抛光效果，小型试件可得到镜面抛光，但对于复杂修复体仍不能达到完全抛光的目的，也许采用改变 阴极形状和附加阴极的方法能解决这一难题，还有待于进一步研究。四、钛的表面改性氮化：采用等离子体渗氮、多弧离子镀、离子注入和激光氮化的等化学热处理技术，在钛义齿表面形成金黄色TiN渗镀层，从 而提高钛的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性。但技术复杂，设备昂贵，用于钛义齿的表面改性很难达到临床实用化。阳极氧化：钛的阳极氧

23、化技术较为容易，在一些氧化性介质中，外加电压的作用下，钛阳极可形成较厚的氧化膜，从而提高其耐腐 蚀性和耐磨性和耐候性。阳极氧化的电解液一般采用H2SO4、H3PO4和有机酸水溶液。大气氧化：钛在高温大气中可形成较厚坚固的无水氧化膜，对钛的全面腐蚀、间隙腐蚀都有效，方法比较简便。五、着色为了增加钛义齿的美感、防止钛义齿在自然条件下的继续氧化的变色，可采用表面氮化处理、大气氧化和阳极氧化法表 面着色处理，使表面形成淡黄色或金黄色，提高钛义齿的美感。阳极氧化法利用钛的氧化膜对光的干涉作用，自然发色，可通过改变槽电压在钛表面形成多彩的颜色。六、其他表面处理1:表面粗化：为了提高钛与饰面树脂的粘结性能，

24、必须对钛表面进行粗化处理，提高其粘结面积。临床上常采用喷砂粗化处理，但喷 砂会造成钛表面的氧化铝的污染，我们采用草酸刻蚀的方法，得到良好的粗化效果，刻蚀 1h表面粗糙度(Ra)可达到 1.500.30p m，刻蚀2h Ra为2.990.57p m，比单独喷砂的Ra (1.420.1却m)提高一倍多，其粘结强度提高了 30%。2:抗高温氧化的表面处理：为了防止钛在高温下的急剧氧化，在钛表面形成钛硅化合物及钛铝化合物，可防止钛在700C以上温度下的氧化。这种表面处理对钛的高温氧化非常有效，也许钛表面涂覆这类化合物，对钛瓷结合有利，仍须进一步研究。第三节塑胶电镀先对其表面进行金属化处理，即在不通电的

25、情况下，在它们的表面施镀一层导电的金属膜，使它具有 一定的导电能力，然后再进行电镀，称为非金属材料电镀。常见有塑胶电镀主要优点1提高塑胶制品的表面机械强度，延长其使用寿命2 使塑胶制品具有导电性，导磁性和焊接性3使塑胶制品对光和大气等外界因素有较多的稳定性，可防止老化使塑胶制品表面具有金属光泽，美观且不易污染塑胶电镀制品比金属制品重量轻塑胶电镀能否顺利进行与塑件的质量和表面特性有密切关系。对塑料电镀件外形有以下要求：形状愈简单愈好， 尽量减少锐角，直角和尖角均应倒圆；尽量避免盲孔，减少深凹部位。在不可避免时，盲孔深度应为直径 的1/21/3，一般槽歪风邪气深度不应超过槽宽的1/3 ；尽量避免采

26、用面积大的平面，表面要光滑，无装 饰性要求的部位尽可能做成点状或花纹，应的足够的壁厚，留有装挂用的接点部位。塑胶电镀过程除油粗化使塑胶表面微观粗化，由憎水变为亲水，提高塑胶表面与镀层之间的结合力。敏化 使表面吸附一层易氧化的物质，以便在活化时被氧化，在表面形成活化层或催化膜，可以 缩短化学镀的诱导期，以利化学镀的顺利进行。敏化的质量对于塑胶电镀的效果是关键因素。活化使塑料表面产生有催化性的贵金属薄层，作为化学镀时氧化还原反应的催化剂，能起催化作用的贵金属有金，银，铂，钯。常见的活化液1离子活化液2胶体钯活化液解胶与还原 因活化液用胶体钯，为使钯有催化作用，必须进行解胶处理，把附在钯外面的SNO2-等离子去掉3化学电镀在电解溶液中，工件表面经催化处理，无外电流作用，在溶液中由于化学物质的还原作用，将某些物质沉积于工件表面而形成镀层的过程电镀采用通常的电镀工艺物理气相沉积PVD物理气相沉积技术