镍电沉积实验

1、.镍电聚积实验大纲：电聚积是用电解的方法在导电基底的表面上聚积一层拥有所需形态和性能的金属聚积层的过程。传统上电聚积金属的目的，一般是改变基底表面的特点，改进基底资料的外观、耐腐化性和耐磨损性。现在，电聚积这一古老而又年轻的技术正日益发挥着其重要作用，已广泛应用于制备半导体、磁膜资料、催化资料、纳米资料等功能性资料和微机电加工领域中。本文主要研究温度对镍电聚积的影响。一、实验原理电聚积过程中，由外面电源供应的电流经过镀液中两个电极（阴极和阳极）形成闭合的回路。当电解液中有电流经过时，在阴极上发生金属离子的还原反应，同时在阳极上发生金属的氧化（可溶性阳极）或溶液中某些化学物种（如水）的氧化（不溶

2、性阳极）。其反应可一般地表示为：n+阴极反应：M+ne=M（1）副反应：2H+2e=H2（酸性镀液）（2）2H2O+2e=H2+2OH-（碱性镀液）（3）当镀液中有增加剂时，增加剂也可能在阴极上反应。阳极反应：Mne=Mn+（可溶性阳极）（4）或2H2O4e=O2+4H+（不溶性阳极，酸性）（5）镀液组成（金属离子、导电盐、配合剂与增加剂的种类和浓度）和电聚积的电流密度、镀液pH值和温度甚至镀液的搅拌形式等因素对聚积层的结构和性能都有很大的影响。确定镀液组成和聚积条件，使我们能够电镀出拥有所要求的物理-化学性质的聚积层，是电聚积研究的主要目的之一。本实验经过电聚积镍铁合金和聚积层结构与性能的研

3、究解析，使学生掌握金属电聚积的基根源理和基本的研究方法，初步认识电聚积条件对镍铁合金聚积层结构与性能的影响，认识电镀过程中增加剂的作用。电聚积镍铁合金过程的主要反应为：阴极：Nin+2e=Ni；Fen+2e=Fe（6）阳极：Ni-2e=Nin+；Fe-2e=Fen+（7）在整个聚积过程中，实质上最少包括了溶液中的水合（或配合）镍、铁离子向阴极表面扩散、镍、铁离子在阴极表面放电成为吸附原子（电还原）和吸附原1/4.子在表面扩散进入金属晶格（电结晶）三个步骤。溶液中镍、铁离子的浓度、添加剂与缓冲剂的种类和浓度、pH、温度与所使用的电流密度、搅拌情况等都能够影响电聚积的收效。二、实验仪器与试剂1）仪

4、器烧杯，直流稳压电源，电流表，电阻箱，恒温槽，电吹风，电子称，导线，碳棒阳极，铝片阴极。2）试剂硫酸镍，氯化钠，硼酸，氢氧化钠，盐酸，糖精、苯亚磺酸钠、镍光明剂XNF等三、实验步骤1）镀液的配制用烧杯按以下配方配制200mL基础镀液：NiSO46H2O：300g/LNaCl：10g/LH3BO3：35g/L在溶液中依次加入糖精、苯亚磺酸钠、镍光明剂XNF，使其浓度分别为1.0g/L、0.lg/L、3mL/L分别进行同实验和记录。调治PH至3.54.5。2）将恒温槽温度调至650C。将装有上述溶液烧杯放入恒温槽中。3）将铝片用砂纸磨光，用脐带密封绝缘只剩下13cm2。经30%的NaOH溶液冲刷除

5、油后用30%HCl溶液冲刷，尔后用自来水冲刷后，用吹风机吹干称重。4）连接好电路，正极连接碳棒,负极连接铝片。当溶液温度达到650C将正负极插入溶液中，接通电源。5）电镀10min后，切断电源，取出负极用清水冲刷后吹干称重。6）将上述质量减去铝片质量即为镍聚积的质量。7）高升温度分别在65、70、75、80、850C按上述（3）（4）（5）步骤测量镍聚积的质量，并分别计算出聚积量WNi/g，电流效率，镀层厚度L/m，沉积速度/(m/h)。四、数据办理2/4.温度/Ni电流效率镀层厚度聚积速度聚积量W/gL/m/(m/h)650.040324.54%16.1532.29700.048529.53

6、%18.1636.32750.060636.89%22.6845.35800.081849.80%30.6261.24850.108966.30%40.7781.53以镀液温度为横坐标,层积速率为和电流效率分别为纵坐标作图，如图11所示。65707580858585808075757070h）6565）/60%m60（5555（层积速率V50率V50率4545效流速4040电积层353530电流效率（%）30252520206570758085镀液温度（）图11由图11可知随着温度的高升，电流效率和电聚积速度都高升。五、谈论1）电聚积过程主要包括哪些步骤？电聚积铁镍合金工艺流程以下：阴极铜片打磨抛岁月极称重非工作面绝缘工作面化学除油水洗酸洗