基础试验二材料化学及表面处理试验-材料科学与工程学系.PDF
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基礎實驗(二)
材料化學及表面處理實驗
電鍍鎳與無電鍍鎳實驗
實驗目的
由低碳鋼或銅金屬的電鍍 、無電鍍鎳來瞭解電鍍 、無電
鍍之原理及差異 ,並可認識電鍍 、無電鍍鎳之施鍍方式
與鍍層性質 。
實驗原理
電鍍技術
無電鍍技術
電鍍技術
電鍍是將鍍件作為陰極 ,浸於含欲鍍金屬離子之電解液
中 ,另一端置適當陽極 ,通入直流電後 ,在鍍件表面析出
金屬膜的表面處理 。
當電解液受外加電壓作用時 ,電解質的陽離子向陰極移
動 ,而陰離子向陽極移動 ,此現象稱為電解
(Electrolysis) 。
在電解時 ,通入之電流量與析出金屬量 ,需遵守法拉第電
解定律 ,即第一電解定律與第二電解定律:第一定律:在
陰極析出之金屬量與通入之電量呈正比 。第二定律:在不
同電解液中 ,通入相同電量時 ,各溶液析出物質質量與其
電化當量成正比關係 。
當金屬置入電解液中 ,溶解的金屬陽離子 ,受電解液中的
極性分子吸引 ,往電解液方向移動 。
電鍍目的在於表面改質 ,提高附加經濟價值;提高表面硬
度 ,增加耐磨耗性;增加抗蝕性;增加導電性 。
電鍍技術
電解時 ,實際析出重量與依電解定律計算理論
值之比例 ,利用百分率表示 ,稱為電流效率 ,
即:
m :實際析出重量 (克)
I :通入之電流 (安培)
t :時間(小時)
C :電化當量 (克/安培一小時)
根據電解定律和電化當量 ,電流效率公式 ,可
以導出電鍍層厚度之公式為:
電鍍技術
- - -
e e e
+ - 電子
電
流
Ni2+
Ni2+
Ni陽極 鍍件
Ni2+
Ni2+
Ni離子的遷移
電鍍技術
電鍍液的組成
欲鍍上金屬之離子
電解質
錯合劑 (Complexing agents)
有機添加物 (Organic additive)
a. 光亮劑 (Brightner)
b. 結構改善劑 (Structure modifier)
c. 整平劑 (Flattening agent)
d. 潤濕劑 (Wetting agent)
瓦茲浴
瓦茲浴的基本配方組成為 :
硫酸鎳 (NiSO .6H O) 240 g/L
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