高中化学电解与电镀素材选修讲解

/5.2电解及电镀电解electrolysis定义：在电解槽中，直流电通过电极和电解质，在两者接触的界面上发生电化学反应，以制备所需产品的过程。电解（Electrolysis）是将电流通过电解质溶液或熔融态物质,（又称电解液），在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程，电化学电池在外加电压时可发生电解过程。电解概念电流通过物质而引起化学变化的过程。化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。电解过程是在电解池中进行的。电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。电流流进负电极(阴极)，溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极，并及电子结合，变成中性的元素或分子；带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极)，给出电子，变成中性元素或分子。简介将直流电通过电解质溶液或熔体，使电解质在电极上发生化学反应，以制备所需产品的反应过程。电解过程必须具备电解质、电解槽、直流电供给系统、分析控制系统和对产品的分离回电解收装置。电解过程应当尽可能采用较低成本的原料，提高反应的选择性，减少副产物的生成，缩短生产工序，便于产品的回收和净化。电解过程已广泛用于有色金属冶炼、氯碱和无机盐生产以及有机化学工业。1807年，英国科学家H.戴维将熔融苛性碱进行电解制取钾、钠，从而为获得高纯度物质开拓了新的领域。1833年，英国物理学家M.法拉第提出了电化学当量定律（即法拉第第一、第二定律）。1886年美国工业化学家C.M.霍尔电解制铝成功。1890年，第一个电解氯化钾制取氯气的工厂在德国投产。1893年，开始使用隔膜电解法，用食盐溶液制烧碱。1897年，水银电解法制烧碱实现工业化。至此，电解法成为化学工业和冶金工业中的一种重要生产方法。1937年，阿特拉斯化学工业公司实现了用电解法由葡萄糖生产山梨醇及甘露糖醇的工业化，这是第一个大规模用电解法生产有机化学品的过程。1969年又开发了由丙烯腈电解二聚生产己二腈的工艺。电解原理介绍电解原理电解质中的离子常处于无秩序的运动中，通直流电后,离子作定向运动（图1）。阳离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原；阴离子向阳极移动，在阳极失去电子，被氧化。在水电解过程中，OH在阳极失去电子,被氧化成氧气放出；H在阴极得到电子，被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气，即为水电解过程的产品。电解时，在电极上析出的产物及电解质溶液之间形成电池，其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。此理论电解电压可由能斯特方程计算：电解原理式中E0为标准电极电位（R为气体常数，等于8.314J/(K·mol)；T为温度(K)；n为电极反应中得失电子数；F为法拉第常数，等于96500C/mol；α1、α2分别为还原态和氧化态物质的活度。整个电解过程的理论电解电压为两个电极理论电解电压之差。在水溶液电解时，究竟是电解质电离的正负离子还是水电离的H和OH离子在电极上放电,需视在该电解条件下的实际电解电压的高低而定。实际电解电压为理论电解电压及超电压之和。影响超电压的因素很多，有电极材料和电极间距、电解液温度、浓度、pH等。例如：在氯碱生产过程中,浓的食盐水溶液用碳电极电解时,阴极上放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氯气；稀的食盐水溶液电解时，阴极放出氢气，同时产生氢氧化钠，阳极放出氧气，同时产生盐酸。电解原理分析（以cucl2为例）CuCl2是强电解质且易溶于水，在水溶液中电离生成Cu2+和Cl－。CuCl2=Cu2++2Cl－电解通电前，Cu2+和Cl－在水里自由地移动着；通电后，这些自由移动着的离子，在电场作用下，改作定向移动。溶液中带正电的Cu2+向阴极移动，带负电的氯离子向阳极移动。在阴极，铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上；在阳极，氯离子失去电子而被氧化成氯原子，并两两结合成氯分子，从阳极放出。阴极：Cu2++2e－=Cu阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑电解CuCl2溶液的化学反应方程式：CuCl2=Cu+Cl2↑(电解）电解质概念英文：Electrolyte电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。例如酸、碱和盐等。凡在上述情况下不能导电的化合物叫非电解质，例如蔗糖、酒精等。（单质，混合物不管在水溶液中或熔融状态下能够导电及否，都不是电解质。）电解质水溶液电解反应的综合分析在上面叙述氯化铜电解的过程中，没有提到溶液里的H+和OH－，其实H+和OH－虽少，但的确是存在的，只是他们没有参加电极反应。也就是说在氯化铜溶液中，除Cu2+和Cl－外，还有H+和OH－，电解时，移向阴极的离子有Cu2+和H+，因为在这样的实验条件下Cu2+比H+容易得到电子，所以Cu2+在阴极上得到电子析出金属铜。移向阳极的离子有OH－和Cl－，因为在这样的实验条件下，Cl－比OH－更容易失去电子，所以Cl－在阳极上失去电子，生成氯气。说明①阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。②用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极，理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极，它们做电解池的阳极时，先于其他物质发生氧化反应。③在一般的电解条件下，水溶液中含有多种阳离子时，它们在阴极上放电的先后顺序是：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+；水溶液中含有多种阴离子时，它们的惰性阳极上放电的先后顺序是：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根n->F-。分析惰性电极电解反应的一般方法步骤：①分析电解质水溶液的组成，找全离子并分为阴、阳两组；②分别对阴、阳离子排出放电顺序，写出两极上的电极反应式；③合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。类型电解方式按电解质状态可分为水溶液电解和熔融盐电解两大类。水溶液电解：主要有电解水制取氢气和氧气；电解氯化钠（钾）水溶液制氢氧化钠(钾)和氯气、氢气；电解氧化法制各种氧化剂，如过氧化氢、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、过硫酸盐等；电解还原法如丙烯腈电解制己二腈；湿法电解制金属如锌、镉、铬、锰、镍、钴等；湿法电解精制金属如铜、银、金、铂等。电解此外，电镀、电抛光、阳极氧化等都是通过水溶液电解来实现的。②、熔融盐电解：主要包括：金属冶炼，如铝、镁、钙、钠、钾、锂、铍等;金属精制,如铝、钍等；此外，还有将熔融氟化钠电解制取元素氟等。电解所用主体设备电解槽的形式，可分为隔膜电解槽和无隔膜电解槽两类。隔膜电解槽又可分为均向膜(石棉绒）、离子膜及固体电解质膜（如β-Al2O3）等形式；无隔膜电解槽又分为水银电解槽和氧化电解槽等。电极上发生的过程，可分简单电子传递、气体释放、金属腐蚀、金属析出、氧化物生成和有机物二聚等类型用途电解广泛应用于冶金工业中，如从矿石或化合物提取金属(电解冶金)或提纯金属(电解提纯)，以及从溶液中沉积出金属(电镀)。金属钠和氯气是由电解溶融氯化钠生成的；电解氯化钠的水溶液则产生氢氧化钠和氯气。电解水产生氢气和氧气。水的电解就是在外电场作用下将水分解为H2（g）和O2（g）。电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段，许多很难进行的氧化还原反应，都可以通过电解来实现。例如：可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟，熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂。电解工业在国民经济中具有重要作用，许多有色金属（如钠、钾、镁、铝等）和稀有金属（如锆、铪等）的冶炼及金属（如铜、锌、铅等）的精炼，基本化工产品(如氢、氧、烧碱、氯酸钾、过氧化氢、乙二腈等)的制备，还有电镀、电抛光、阳极氧化等，都是通过电解实现的。电解质在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫电解质。化合物导电的前提：其内部存在着自由移动的阴阳离子。离子化合物在水溶液中或熔化状态下能导电；共价化合物：某些也能在水溶液中导电（如HCl，其它为非电解质）强电解质一般有：强酸强碱，大多数盐，活泼金属的氧化物、氢化物；弱电解质一般有：（水中只能部分电离的化合物）弱酸（可逆电离，分步电离<多元弱酸>，弱碱（如NH3·H2O）。另外，水是极弱电解质。导电的性质及溶解度无关注：能导电的不一定是电解质判断某化合物是否是电解质，不能只凭它在水溶液中导电及否，还需要进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。例如，判断硫酸钡、碳酸钙和氢氧化铁是否为电解质。硫酸钡难溶于水(20℃时在水中的溶解度为2.4×10-4g)，溶液中离子浓度很小，其水溶液不导电，似乎为非电解质。但溶于水的那小部分硫酸钡却几乎完全电离(20℃时硫酸钡饱和溶液的电离度为97.5%)。因此，硫酸钡是电解质。碳酸钙和硫酸钡具有相类似的情况，也是电解质。从结构看，对其他难溶盐，只要是离子型化合物或强极性共价型化合物，尽管难溶，也是电解质。氢氧化铁的情况则比较复杂，Fe3+及OH-之间的化学键带有共价性质，它的溶解度比硫酸钡还要小(20℃时在水中的溶解度为9.8×10-5g)；而落于水的部分，其中少部分又有可能形成胶体，其余亦能电离成离子。但氢氧化铁也是电解质。判断氧化物是否为电解质，也要作具体分析。非金属氧化物，如SO2、SO3、P2O5、CO2等，它们是共价型化合物，液态时不导电，所以不是电解质。有些氧化物在水溶液中即便能导电，但也不是电解质。因为这些氧化物及水反应生成了新的能导电的物质，溶液中导电的不是原氧化物，如SO2本身不能电离，而它和水反应，生成亚硫酸，亚硫酸为电解质。金属氧化物，如Na2O，MgO，CaO，Al2O3等是离子化合物，它们在熔化状态下能够导电，因此是电解质。需要注意的是，氯化铝(AlCl3)是电解质，但是是共价化合物而不是离子化合物。可见，电解质包括离子型或强极性共价型化合物；非电解质包括弱极性或非极性共价型化合物。电解质水溶液能够导电，是因电解质可以离解成离子。至于物质在水中能否电离，是由其结构决定的。因此，由物质结构识别电解质及非电解质是问题的本质。另外，有些能导电的物质，如铜、铝等不是电解质。因它们并不是能导电的化合物，而是单质，不符合电解质的定义。电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物，例如酸、碱和盐等。凡在上述情况下不能导电的化合物叫非电解质，例如蔗糖、酒精等。电解生成物规律十六字要诀：阴得阳失：电解时，阴极得电子，发生还原反应，阳极失电子，发生氧化反应；阴精阳粗：精炼铜过程中,阴极使用精铜，阳极使用粗铜，最后阳极逐渐溶解，且产生阳极泥；阴碱阳酸：在电解反应之后，不活泼金属的含氧酸盐会在阳极处生成酸，而活泼金属的无氧酸盐会在阴极处生成碱；阴固阳气：电解反应之后，阴极产生固体及还原性气体，而阳极则生成氧化性强的气体。影响因素判断电解过程优劣的主要标准是单位产品电耗，其高低取决于电解过程的电流效率和电压效率。电流效率单位产品的理论耗电量及实际耗电量之比。理论耗电量可用法拉第定律计算：电解此式表明，电解时析出的物质量q及析出物质的原子量m、电流强度I及电解时间t成正比，而及电解过程中得失电子数n及法拉第常数F成反比。在正常情况下电流效率比较高。电压效率电解时电解质的理论电解电压及实际电解电压之比。后者即是电解槽的槽电压。槽电压是理论电解电压、超电压和输电导体电压损失之和。影响槽电压大小的因素很多,除前述影响超电压的因素外,还有导线及电极之间的接触电压、隔膜材料、电解槽结构、电流密度等。槽电压通常远大于理论电解电压，导致电压效率很低。因此，降低超电压和输电导体的电压损失是提高电压效率的关键。多年来，人们围绕这一问题进行了多方面的研究，不断改善电解槽结构和电极材料。在电极材料方面的研究，集中于电极材质的选择。在阳极方面由石墨电极发展为钛电极、钛铂铱电极、钛钌电极及其他非钌电极。此外，还开发了有许多特殊用途的二氧化锰电极、二氧化铅电极等。在阴极方面，由铁阴极发展成多孔阴极。近年来，又发展了一种新型氧气电极过程，将燃料电池的原理应用于电解工业中。无论是阴极或阳极，都有在电极基体表面涂加活性物质的趋势，目的是使电极具有催化作用（称为电催化法），通过降低槽电压以达到节省电能的目的。电镀电镀electroplating定义1：利用电解工艺，将金属或合金沉积在镀件表面，形成金属镀层的表面处理技术。定义2：利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。电镀的概念电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。电镀的作用利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。此外，依各种电镀需求还有不同的作用。举例如下：1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。2.镀镍：打底用或做外观，增进抗蚀能力及耐磨能力，(其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬)。3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性高于金。5.镀锡铅：增进焊接能力，快被其他替物取代(因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡)。电镀是利用电解的原理将导电体铺上一层金属的方法。除了导电体以外，电镀亦可用于经过特殊处理的塑胶上。电镀的过程基本如下：把镀上去的金属接在阳极要被电镀的物件接在阴极阴阳极以镀上去的金属的正离子组成的电解质溶液相连通以直流电的电源后，阳极的金属会氧化（失去电子），溶液中的正离子则在阴极还原（得到电子）成原子并积聚在阴极表层。电镀后被电镀物件的美观性和电流大小有关系，电流越小，被电镀的物件便会越美观；反之则会出现一些不平整的形状。电镀的主要用途包括防止金属氧化(如锈蚀)以及进行装饰。不少硬币的外层亦为电镀。电镀产生的污水（如失去效用的电解质）是水污染的重要来源。电镀工艺目前已经被广泛的使用在半导体及微电子部件引线框架的工艺。VCP：垂直连续电镀，目前电路板使用的新型机台，比传统悬吊式电镀品质为佳。电镀的材料要求镀层大多是单一金属或合金，如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等；也有弥散层，如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等；还有覆合层，如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外，还有非铁金属，如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料，但塑料电镀前，必须经过特殊的活化和敏化处理。编辑本段电镀的原理电镀原理图在盛有电镀液的镀槽中，经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极，用镀覆金属制成阳极，两极分别及直流电源的负极和正极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后，电镀液中的金属离子，在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液，以保持被镀覆的金属离子的浓度。在有些情况下，如镀铬，是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极，它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度，需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维持。电镀时，阳极材料的质量、电镀液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌强度、析出的杂质、电源波形等都会影响镀层的质量，需要适时进行控制。编辑本段电镀的要素电镀的要素：1.阴极：被镀物，指各种接插件端子。2.阳极：若是可溶性阳极，则为欲镀金属。若是不可溶性阳极，大部分为贵金属（白金，氧化铱）。3.电镀药水：含有欲镀金属离子的电镀药水。4.电镀槽：可承受，储存电镀药水的槽体，一般考虑强度，耐蚀，耐温等因素。5.整流器：提供直流电源的设备。电镀生产的基本工序(磨光→抛光)→上挂→脱脂除油→水洗→(电解抛光或化学抛光)→酸洗活化→(预镀)→电镀→水洗→(后处理)→水洗→乾燥→下挂→检验包装电镀生产的工作条件电镀工作条件是指电镀时的操作变化因素，包括：电流密度、温度、搅拌和电源的波形等。1.阴极电流密度任何镀液都有一个获得良好镀层的电流密度范围，获得良好镀层的最小电流密度称电流密度下限，获得良好镀层的最大电流密度称电流密度上限。一般来说，当阴极电流密度过低时，阴极极化作用小，镀层的结晶晶粒较粗，在生产中很少使用过低的阴极电流密度。随着阴极电流密度的增大，阴极的极化作用也随之增大(极化数值的增加量取决于各种不同的电镀溶液)，镀层结晶也随之变得细致紧密；但是阴极上的电流密度不能过大，不能超过允许的上限值(不同的电镀溶液在不同工艺条件下有着不同的阴极电流密度的上限值)，超过允许的上限值以后，由于阴极附近严重缺乏金属离子的缘故，在阴极的尖端和凸出处会产生形状如树枝的金属镀层、或者在整个阴极表面上产生形状如海绵的疏松镀层。在生产中经常遇到的是在零件的尖角和边缘处容易发生“烧焦”现象，严重时会形成树枝状结晶或者是海绵状镀层。2.电镀溶液温度当其它条件（指电压不变，由于离子扩散速度加快，电流会增大）不变时，升高溶液的温度，通常会加快阴极反应速度和离子扩散速度，降低阴极极化作用，因而也会使镀层结晶变粗。但是不能认为升高溶液温度都是不利的，如果同其它工艺条件配合恰当，升高溶液温度也会取得良好效果。例如升高温度可以提高允许的阴极电流密度的上限值，阴极电流密度的增加会增大阴极极化作用，以弥补升温的不足，这样不但不会使镀层结晶变粗而且会加快沉积速度，提高生产效率。此外还可提高溶液的导电性、促进阳极溶解、提高阴极电流效率(镀铬除外)、减少针孔、降低镀层内应力等效果。3.搅拌搅拌会加速溶液的对流，使阴极附近消耗了的金属离子得到及时补充和降低阴极的浓差极化作用，因而在其它条件相同的情况下，搅拌会使镀层结晶变粗。采用搅拌的电镀液必须进行定期或连续过滤，以除去溶液中的各种固体杂质和渣滓，否则会降低镀层的结合力并使镀层粗糙、疏松、多孔。4.电源电镀生产中常用的电源有整流器和直流发电机，根据交流电源的相数以及整流电路的不同可获得各种不同的电流波形。例如单相半波、单相全波、三相半波和三相全波等。实践证明，电流的波形对镀层的结晶组织、光亮度、镀液的分散能力和覆盖能力、合金成分、添加剂的消耗等方面都有影响，故对电流波形的选择应予重视。目前除采用一般的直流电外，根据实际的需要还可采用周期换向电流及脉冲电流。电镀技术介绍1.无氰碱性亮铜在铜合金上一步完成预镀及加厚，镀层厚度可达10μm以上，亮度如酸性亮铜镀层，若进行发黑处理可达漆黑效果，已在1万升槽正常运行两年。能完全取代传统氰化镀铜工艺和光亮镀铜工艺，适用于任何金属基材：纯铜丶铜合金丶铁丶不锈钢丶锌合金压铸件、铝丶铝合金工件等基材上，挂镀或滚镀均可。2.无氰光亮镀银普通型以硫代硫酸盐为主络合剂，高级型以不含硫的有机物为主络合剂。全光亮镀层厚度可达40μm以上，镀层表面电阻~41μΩ·㎝，硬度～HV101.4，热冲击250℃3.无氰自催化化学镀金主盐采用Na3[Au(SO3)2]，金层厚度可达1.5μm，已用在高密度柔性线路板和电子陶瓷上镀金。4.非甲醛自催化化学镀铜用于线路板的通孔镀和非导体表面金属化。革除有毒甲醛代之以廉价无毒次磷酸盐，目前国内外尚无商业化产品。已基本完成实验室研究，沉积速度3~4μm/h，寿命达10循环（MTO）以上，镀层致密、光亮。但有待进一步完善和进行中试考验。5.纯钯电镀Ni会引发皮炎，欧盟早已拒绝含Ni饰品进口，钯是最佳的代Ni金属。本项目完成于1997年，包括二种工艺，一是薄钯电镀，厚度0.1~0.2μm，已用在白铜锡上作为防腐装饰性镀层和防银变色层；二是厚钯电镀，厚度达3μm无裂纹（目前的国际水平），因钯昂贵，目前尚未进入国内市场。6.三价铬锌镀层蓝白和彩色钝化剂以三价铬盐代替致癌的六价铬盐。蓝白钝化色泽如镀铬层，通过中性盐雾实验24小时以上，一些特殊处理的可达到中性盐雾试验96小时以上，已经历了十年的市场考验。彩色钝化相较蓝白钝化，色泽鲜艳，其中性盐雾试验时间较蓝白钝化高出许多，可达到48至120小时。7.纯金电镀主盐为K[Au(CN)2]，属微氰工艺。镀层金纯度99.99%，金丝（30μm）键合强度>5g，焊球（25μm）抗剪切强度>1.2Kg。努普硬度H<90，已用于高密度柔性线路板镀金。8.白钢电镀有Pd（60）Ni（40）和Pd（80）Ni（20）两种，已在电子产品中用作代金镀层和防银变色层。9.纳米镍应用纳米技术研发的环保型产品，能完全取代传统氰化镀铜预镀和传统化学镍，适用于铁件、不锈钢、铜、铜合金、铝、铝合金、锌、锌合金、钛等等，挂镀或滚镀均可。10.高速镀铬节省成本、高镀速、高耐磨、高抗腐蚀性能。不但可提高电流效率，更可增强耐磨和抗腐蚀性能。适用于任何镀硬铬处理，包括；微裂纹铬,乳白铬，也可用于光亮铬等。质量好、工艺稳定、生产效率高、节约能源、经济效益显着。11.其它技术贵金属金、银、钯回收技术；金刚石镶嵌镀技术；不锈钢电化学和化学精抛光技术；纺织品镀铜、镀镍技术；硬金（Au-Co，Au-Ni）电镀；钯钴合金电镀；枪黑色Sn—Ni电镀；化学镀金；纯金浸镀；化学沉银；化学沉锡。电镀方式电镀分为挂镀、滚镀、连续镀和刷镀等方式，主要及待镀件的尺寸和批量有关。挂镀适用于一般尺寸的制品，如汽车的保险杠，自行车的车把等。滚镀适用于小件，如紧固件、垫圈、销子等。连续镀适用于成批生产的线材和带材。刷镀适用于局部镀或修复。电镀液有酸性的、碱性的和加有铬合剂的酸性及中性溶液，无论采用何种镀覆方式，及待镀制品和镀液接触的镀槽、吊挂具等应具有一定程度的通用性。镀层分类镀层分为装饰保护性镀层和功能性镀层两类。装饰保护性镀层主要是在铁金属、非铁金属及塑料上的镀铬层，特别是钢的铜-镍-铬层，锌及钢上的镍-铬层。为了节约镍，人们已能在钢上镀铜-镍/铁-高硫镍-镍/铁-低固分镍-铬层。及镀铬层相似的锡/镍镀层，可用于分析天平、化学泵、阀和流量测量仪表上。功能性镀层这种镀层种类很多，如：①提高及轴颈的相容性和嵌入性的滑动轴承罩镀层，铅-锡，铅-铜-锡，铅-铟等复合镀层；②用于耐磨的中、高速柴油机活塞环上的硬铬镀层，这种镀层也可用在塑料模具上，具有不粘模具和使用寿命长的特点；③在大型人字齿轮的滑动面上镀铜，可防止滑动面早期拉毛；④用于防止钢铁基体遭受大气腐蚀的镀锌;⑤防止渗氮的铜锡镀层;⑥用于收音机、电视机制造中钎焊并防止钢及铝间的原电池腐蚀的锡-锌镀层。适用于修复和制造的工程镀层，有铬、银、铜等，它们的厚度都比较大，硬铬层可以厚达300微米。电镀电源电源组成主电路主要包括主变压器、功率整流器件和一些检测、保护装置等。电镀电源中的主变压器是将交流电源电压降低为电镀工艺所需要的电压值。晶闸管整流器中使用的是工频(50Hz)变压器，高频开关电源中使用的是高频(10～50kHz)变压器。检测装置包括电压表、电流互感器等。保护装置主要是用于功率整流器件的过流保护。控制电路主要包括晶闸管或IGBT等的触发控制电路，电源的软启动电路，过流、过压保护电路，电源缺相保护电路等。电源特点1、节能效果好开关电源由于采用了高频变压器，转换效率大大提高，正常情况下较可控硅设备提高效率10%以上，负载率达70%以下时较可控硅设备提高效率30%以上。2、输出稳定性高由于系统反应速度快(微秒级)，对于网电及负载变化具有极强的适应性，输出精度可优于1%。开关电源的工作效率高、所以控制精度高，有利于提高产品质量。3、输出波形易于调制由于工作频率高，其输出波形调整相对处理成本较低，可以较方便的按照用户工艺要求改变输出波形。这样对于工作现场提高工效，改善加工产品质量有较强作用。4、体积小、重量轻体积及重量为可控硅电镀电源的1/5-1/10，便于规划、扩建、移动、维护和安装。附1.材料和设备术语1阳极袋：用棉布或化纤织物制成的套在阳极上，以防止阳极泥渣进入溶液用的袋子。2光亮剂：为获得光亮镀层在电解液中所使用的添加剂。3阻化剂：能够减缓化学反应或电化学反应速度的物质。4表面活性剂：在添加量很低的情况下也能显著降低界面张力的物质。5乳化剂：能降低互不相溶的液体间的界面张力，使之形成乳浊液的物质。6络合剂：能及金属离子或含有金属离子的化合物结合而形成络合物的物质。7绝缘层：涂于电极或挂具的某一部分，使该部位表面不导电的材料层。8挂具（夹具）：用来悬挂零件，以便于将零件放于槽中进行电镀或其他处理的工具。9润湿剂：能降低制件及溶液间的界面张力，使制件表面容易被润湿的物质。10添加剂：在溶液中含有的能改进溶液电化学性能或改善镀层质量的少量添加物。11缓冲剂：能够使溶液PH值在一定范围内维持基本恒定的物质。12移动阴极：采用机械装置使被镀制件及极杠一起作周期性往复运动的阴极。。附2.测试和检验相关术语1不连续水膜：通常用于表面被污染所引起的不均匀润湿性，使表面上的水膜变的不连续。2孔隙率：单位面积上针孔的个数。3针孔：从镀层表面直至底层覆盖层或基体金属的微小孔道，它是由于阴极表面上的某些点的电沉积过程受到障碍，使该处不能沉积镀层，而周围的镀层却不断加厚所造成。4变色：由于腐蚀而引起的金属或镀层表面色泽的变化(如发暗、失色等)。5结合力：镀层及基体材料结合的强度。6起皮：镀层成片状脱离基体材料的现象。7剥离：某些原因（例如不均匀的热膨胀或收缩）引起的表面镀层的破碎或脱落。8桔皮：类似于桔皮波纹状的表面处理层。9海绵状镀层：在电镀过程中形成的及基体材料结合不牢固的疏松多孔的沉积物。10烧焦镀层：在过高电流下形成的颜色黑暗、粗糙、松散等质量不佳的沉积物，其中常含有氧化物或其他杂质。11麻点：在电镀或腐蚀中，及金属表面上形成的小坑或小孔。12粗糙：在电镀过程中，由于种种原因造成的镀层粗糙不光滑的现象。13镀层钎焊性：镀层表面被熔融焊料润湿的能力。附3.镀锌电镀锌：就是利用电解，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。及其他金属相比，锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属，属低值防蚀电镀层。被广泛用于保护钢铁件，特别是防止大气腐蚀，并用于装饰。镀覆技术包括槽镀(或挂镀)、滚镀（适合小零件）、自动镀和连续镀（适合线材、带材）。目前，国内按电镀溶液分类，可分为四大类：1．氰化物镀锌由于(CN)属剧毒，所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制，不断促进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展，要求使用低氰(微氰)电镀液。采用此工艺电镀后，产品质量好，特别是彩镀，经钝化后色彩保持好。2．锌酸盐镀锌此工艺是由氰化物镀锌演化而来的。目前国内形成两大派系，分别为：a)武汉材保所的”DPE”系列；b)广电所的”DE”系列。都属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌；PH值为12.5~13。采用此工艺，镀层晶格结构为柱状，耐腐蚀性好，适合彩色镀锌。3．氯化物镀锌此工艺在电镀行业应用比较广泛，所占比例高达40%。钝化后(兰白)可以锌代铬(及镀铬相媲美)，特别是在外加水溶性清漆后，外行人是很难辩认出是镀锌还是镀铬的。此工艺适合于白色钝化(兰白，银白)。4．硫酸盐镀锌此工艺适合于连续镀(线材、带材、简单、粗大型零、部件)。成本低廉。附4.溶液跑、冒、滴、漏的原因及预防1.原因分析(1)严防镀液加温过高。当镀液加温过高时，镀液会加速蒸发和分解，气雾中含有高浓度的溶质成分。这时会严重污染环境，尤其是酸、碱气雾，氰化物和铬雾对环境的影响和人体危害会更大。(2)严格防止镀液被排风机吸走。当排风机配备不当(规格过大)，镀液液位过高(离槽沿过近)，这时镀液容易被吸走，在槽盖未启开之前尤为严重，既引起环境污染，又会造成镀液损耗，出现这种情况时要及时采取措施予以解决，如降低镀液液位，调整吸风口宽度，在室外的排风机之前的管道下方设一个集液器，以便收集吸入的镀液或冷凝水。(3)减轻镀液大处理时的损耗。镀液大处理过程中若不加以注意，则镀液的损耗量是相当大的，通常的损耗量达2%～3%，即1000L镀液经处理之后往往需补充20～30L纯净水，及相应的化工材料，才能恢复到原来的液位和原来的浓度，操作时若能细心一点，机械过滤及手工过滤相配合，让镀液尽可能由槽底的沉淀物中滤出来，则可大大减轻镀液的损耗，从而既节省材料的损耗，又能大大改善对环境的污染程度。(4)防止镀槽、加温(冷却)管渗漏造成污染。电镀槽或加温(冷却)管渗漏往往会造成严重污染，其渗漏原因随制造材料及不同镀种各有区别。二、采取措施1．预防方法：在靠近阳极的槽壁竖块耐温玻璃或塑料板，起到隔断阳极板及槽衬的接