表面技术(第3讲 电镀与化学镀).pdf

南京航空航天大学 第三讲 电镀与化学镀 表面技术 第三讲 电镀(电刷镀)与化学镀 • 电镀 （电刷镀）的原理、工艺 和应用 • 化学镀的原理、工艺和应用 南京航空航天大学 第三讲 电镀与化学镀 表面技术 典型电镀产品 南京航空航天大学 第三讲 电镀与化学镀 表面技术 一、电镀的原理、工艺和应用 (一)电镀原理 1.电镀 • 电镀是指在含有欲镀金属的 盐类溶液中，以被镀基体金 属为阴极，通过电解作用， 使镀液中欲镀金属的阳离子 在基体金属表面沉积出来， 形成镀层的一种表面加工方 法。 • 镀层分为防护性镀层、装饰 性镀层及其它功能性镀层。 南京航空航天大学 第三讲 电镀与化学镀 表面技术 2. 金属电镀的过程 •(1) 传质 ：在电解液中的预 镀金属的离子或它们的络离 子由于浓度差而向阴极(工件) 表面或表面附近迁移； •(2) 表面转化：金属离子或其 络离子在电极表面上或表面 附近的液层中发生还原反应 的步骤； •(3) 电化学：金属离子或络离 子在阴极上得到电子，还原 成金属原子； •(4) 新相生成：生成金属或合 金。 南京航空航天大学 第三讲 电镀与化学镀 表面技术 3. 镀液 •1) 主盐：主盐是指镀液中能在阴极上沉积 出所要求镀层金属的盐，用于提供金属离 子。浓度必须在一个适当的范围。 •2) 络合剂：络合主盐中的金属离子形成络 合物的物质。络离子在溶液中离解程度不 大，仅部分离解，它比简单盐离子稳定， 在电解液中有较大的阴极极化作用。 南京航空航天大学 第三讲 电镀与化学镀 表面技术 •3) 附加盐：电镀液中除主盐外的某些碱金 属或碱土金属盐类，主要用于提高电镀液 的导电性，改善镀液的深镀能力、分散能 力，产生细致的镀层。 •4)缓冲剂：用来稳定溶液酸碱度的物质。 一般是由弱酸和弱酸盐或弱碱和弱碱盐组 成的，能使溶液在遇到碱或酸时，溶液的 PH值变化幅度缩小。任何缓冲剂都只在 一定的PH值范围内才有较好的缓冲作 用，超过了PH值范围，它的缓冲作用较 差或没有缓冲作用。 南京航空航天大学 第三讲 电镀与化学镀 表面技术 •5)阳极活化剂：能促进阳极活化的物质， 作用是提高阳极开始钝化的电流密度，从 而保证阳极处于活化状态而能正常地溶 解。活化剂含量不足时阳极溶解不正常， 主盐的含量下降较快，影响镀液的稳定。 严重时，电镀不能正常进行。 •6)添加剂: 指不会明显改变镀层导电性， 而能显著改善镀层性能的物质。根据在镀 液中所起的作用，添加剂可分为：光亮 剂、整平剂、润湿剂和抑雾剂等。 南京航空航天大学 第三讲 电镀与化学镀 表面技术 4. 电镀反应 •1）法拉第第一定律：电极上析出(溶解) 的 物质的质量与进行电解反应时所通过的电 荷[量]成正比。 m = k·Q =k·I ·t k = M / F m为电极上析出(溶解)物质的质量；k为比 例常数，称电化当量；Q为通过的电荷 [量]；I 为电流；t为通电时间；M 为物质的 摩尔质量；F为法拉第常数。 南京航空航天大学 第三讲 电镀与化学镀 表面技术 镀层物质的质量和厚度 • 镀层物质的质量 m