表面工程学学习.pptx

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1、Before-dullAfter-shiny5.1 5.1 电镀、化学镀电镀、化学镀第1页/共33页Shuffle your iPods Look第2页/共33页5.1 5.1 电镀、化学镀电镀、化学镀第3页/共33页5.1 5.1 电镀、化学镀电镀、化学镀电镀过程及其反应阴极反应：阴极反应：Men+ne=Me 2H+2e=H2阳极反应：阳极反应：Me-ne=Me n+。OH-4e=2H2O+O2Me n+SO4 2-Cl-OH-第4页/共33页阴极上的电镀过程包括三个步骤：（1）金属的水合离子或络离子从溶液内部迁移到阴极表面;（2）金属水合离子脱水或络离子解离，金属离子在阴极上得到电子发生还

2、原反应生成金属原子;（3）还原的原子进入晶格结点。电镀过程及反应电镀过程及反应第5页/共33页电镀是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原，并沉积到零件表面形成有一定性能的金属镀层的过程。电镀过程及反应电镀过程及反应 Electroplating is a plating process that uses electrical Electroplating is a plating process that uses electrical current to reduce cations of a desired material from a current to reduce ca

3、tions of a desired material from a solution and coat a conductive object with a thin layer solution and coat a conductive object with a thin layer of the material,such as a metal.of the material,such as a metal.第6页/共33页 电解液主要是水溶液，也有有机溶液和熔融盐。电解液主要是水溶液，也有有机溶液和熔融盐。金属离子在水溶液中能否还原，不仅决定于其本身的电化学性质，还决定于金属的还原

4、电金属离子在水溶液中能否还原，不仅决定于其本身的电化学性质，还决定于金属的还原电位与氢还原电位的相对大小。若金属离子还原电位比氢离子还原电位更负，则电极上大量位与氢还原电位的相对大小。若金属离子还原电位比氢离子还原电位更负，则电极上大量析氢，金属沉积极少。析氢，金属沉积极少。电镀过程及反应电镀过程及反应l 湿法电镀湿法电镀湿法电镀湿法电镀l 熔融盐电镀熔融盐电镀熔融盐电镀熔融盐电镀第7页/共33页 金属离子还原析出的可能性是获得镀层的首要条件，要获金属离子还原析出的可能性是获得镀层的首要条件，要获得质量优良的镀层，还要有合理的镀液组成和合理的工艺控制。得质量优良的镀层，还要有合理的镀液组成和合

5、理的工艺控制。电镀过程及反应电镀过程及反应第8页/共33页法拉第定律：第一定律：W=kI t=k Q式中，W：电极上形成的产物；I：电流；t:通电时间；Q:电量k:电化当量，表示通过单位电量时电极上形成的产物量第二定律：k=C1 Ee式中，C1：比例常数；Ee 化学当量电镀过程及反应电镀过程及反应当电极上通过当电极上通过1 法拉第电量时法拉第电量时（1F=26.8 A*h），电极反应的产物为），电极反应的产物为 1 摩尔。摩尔。第9页/共33页电流效率=实际镀层质量/理论值如：镀镍时，阴极上的副反应消耗部分电量：2H+2e-=H2氰化镀铜和氰化镀锌时的效率：60-70%电镀硬铬效率：8-16%

6、问题：有没有可能电流效率大于 100%，什么情况下发生？电镀过程及反应电镀过程及反应第10页/共33页 电镀溶液有固定的成分和含量要求，使之达到一定的化学平衡，具有所要求的电化学性能。镀液构成：1.主主盐盐和和络络盐盐：主主盐盐即即沉沉积积金金属属的的盐盐类类，如如硫硫酸酸铜铜、硫硫酸酸镍镍等等，络络盐盐如如锌酸钠、氰锌酸钠等；锌酸钠、氰锌酸钠等；2.配配合合剂剂：配配合合剂剂与与沉沉积积金金属属离离子子形形成成配配合合物物，改改变变镀镀液液的的电电化化学学性性质质和和金金属属离离子子沉沉积积的的电电极极过过程程，对对镀镀层层质质量量有有很很大大影影响响，是是镀镀液液的的重重要要成成分分。常常

7、用用配配合合剂剂有有氰氰化化物物、氢氢氧氧化化物物、焦焦磷磷酸酸盐盐、酒酒石石酸酸盐盐、氨氨三三乙乙酸酸、柠檬酸等。柠檬酸等。3.导导电电盐盐：其其作作用用是是提提高高镀镀液液的的导导电电能能力力，降降低低槽槽端端电电压压提提高高工工艺艺电电流流密密度度.例例如如镀镀镍镍液液中中加加人人Na2SO4。导导电电盐盐不不参参加加电电极极反反应应，酸酸或或碱碱类类也也可可作为导电物质。作为导电物质。4.添添加加剂剂：包包括括络络合合物物，平平整整剂剂，光光亮亮剂剂等等，在在电电解解液液中中加加入入后后，能能明明显地改善镀层的组织，使之平整，光亮，致密等。显地改善镀层的组织，使之平整，光亮，致密等。电

8、镀液组成电镀液组成第11页/共33页电镀的实施方式电镀的实施方式1)1)挂镀挂镀最常用的一种电镀方式。最常用的一种电镀方式。将零件悬挂于用导电性能良将零件悬挂于用导电性能良好的材料制成的挂具上好的材料制成的挂具上,然然后浸没于欲镀金属的电镀溶后浸没于欲镀金属的电镀溶液中作为阴极，在两边适当液中作为阴极，在两边适当的距离放置阳极，通电后使的距离放置阳极，通电后使金属离子在零件表面沉积的金属离子在零件表面沉积的一种电镀方法一种电镀方法。第12页/共33页2)2)滚镀滚镀 滚镀是将欲镀零件置于多角形的滚滚镀是将欲镀零件置于多角形的滚滚镀是将欲镀零件置于多角形的滚滚镀是将欲镀零件置于多角形的滚筒中，依

9、靠零件自身的重量来接通筒中，依靠零件自身的重量来接通筒中，依靠零件自身的重量来接通筒中，依靠零件自身的重量来接通阴极，在滚简转动的过程中实现金阴极，在滚简转动的过程中实现金阴极，在滚简转动的过程中实现金阴极，在滚简转动的过程中实现金属电沉积。属电沉积。属电沉积。属电沉积。滚镀最大的优点是节省劳动力，提滚镀最大的优点是节省劳动力，提滚镀最大的优点是节省劳动力，提滚镀最大的优点是节省劳动力，提高生产效率。设备维修费用少且占高生产效率。设备维修费用少且占高生产效率。设备维修费用少且占高生产效率。设备维修费用少且占地面积小，镀件镀层的均匀性好。地面积小，镀件镀层的均匀性好。地面积小，镀件镀层的均匀性好

10、。地面积小，镀件镀层的均匀性好。但是，滚镀的使用范围受到限制：但是，滚镀的使用范围受到限制：但是，滚镀的使用范围受到限制：但是，滚镀的使用范围受到限制：镀件不宜太大和太轻；镀件不宜太大和太轻；镀件不宜太大和太轻；镀件不宜太大和太轻；单件电流密度小，电流效率低单件电流密度小，电流效率低单件电流密度小，电流效率低单件电流密度小，电流效率低,槽电压高、槽液温升快、镀液带出槽电压高、槽液温升快、镀液带出槽电压高、槽液温升快、镀液带出槽电压高、槽液温升快、镀液带出量大。量大。量大。量大。电镀的实施方式第13页/共33页3 3）刷镀）刷镀 电刷镀技术采用一专用的直流电源电刷镀技术采用一专用的直流电源电刷镀

11、技术采用一专用的直流电源电刷镀技术采用一专用的直流电源设备，电源的正极接镀笔，作为刷设备，电源的正极接镀笔，作为刷设备，电源的正极接镀笔，作为刷设备，电源的正极接镀笔，作为刷镀时的阳极，电源的负极接工件，镀时的阳极，电源的负极接工件，镀时的阳极，电源的负极接工件，镀时的阳极，电源的负极接工件，作为刷读镀时的阴极。作为刷读镀时的阴极。作为刷读镀时的阴极。作为刷读镀时的阴极。镀笔通常采用高纯细石墨块极材料，镀笔通常采用高纯细石墨块极材料，镀笔通常采用高纯细石墨块极材料，镀笔通常采用高纯细石墨块极材料，石墨块外面包裹上棉花和耐磨的涤石墨块外面包裹上棉花和耐磨的涤石墨块外面包裹上棉花和耐磨的涤石墨块外

12、面包裹上棉花和耐磨的涤棉套。刷镀时使浸满镀液的镀笔以棉套。刷镀时使浸满镀液的镀笔以棉套。刷镀时使浸满镀液的镀笔以棉套。刷镀时使浸满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在工件表面上一定的相对运动速度在工件表面上一定的相对运动速度在工件表面上一定的相对运动速度在工件表面上移动，并保持适当的压力。随着刷移动，并保持适当的压力。随着刷移动，并保持适当的压力。随着刷移动，并保持适当的压力。随着刷镀时间的增长，镀层逐渐增厚。镀时间的增长，镀层逐渐增厚。镀时间的增长，镀层逐渐增厚。镀时间的增长，镀层逐渐增厚。电镀的实施方式第14页/共33页电刷镀的设备特点：电刷镀的设备特点：l l电刷镀设备简单，电刷镀设备简单，

13、l l一套设备可以完成多个镀种的刷镀。一套设备可以完成多个镀种的刷镀。l l电刷镀设备的用电量、用水量比槽镀少很多，可以节约能源、电刷镀设备的用电量、用水量比槽镀少很多，可以节约能源、资源。资源。电刷镀的工艺特点：电刷镀的工艺特点：l l镀笔与工件有相对运动，散热条件好，在使用大电流密度刷镀镀笔与工件有相对运动，散热条件好，在使用大电流密度刷镀时，不易使工件产生过热现象。时，不易使工件产生过热现象。l l镀层的形成是一个断续结晶过程，镀笔的移动限制了晶粒的长镀层的形成是一个断续结晶过程，镀笔的移动限制了晶粒的长大和排列，因而镀层中存在大量的超细晶粒和高密度的位错，大和排列，因而镀层中存在大量的

14、超细晶粒和高密度的位错，镀层得到强化。镀层得到强化。l l镀液能随镀笔及时供送到工件表面，大大缩短了金属离子扩散镀液能随镀笔及时供送到工件表面，大大缩短了金属离子扩散过程，不易产生金属离子贫乏现象。加上镀液中金属离子含量过程，不易产生金属离子贫乏现象。加上镀液中金属离子含量很高，允许使用比槽镀大得多的电流密度，因而镀层的沉积速很高，允许使用比槽镀大得多的电流密度，因而镀层的沉积速度快。度快。l l使用手工操作，方便灵活，尤其对于复杂型面，凡是镀笔能触使用手工操作，方便灵活，尤其对于复杂型面，凡是镀笔能触及到的地方均可镀上，非常适用于大设备的不解体现场修理。及到的地方均可镀上，非常适用于大设备的

15、不解体现场修理。电镀的实施方式第15页/共33页4)4)连续电镀连续电镀主要用于薄板、金属丝、带的电主要用于薄板、金属丝、带的电镀镀（镀锡钢板，镀锌薄板，钢带，（镀锡钢板，镀锌薄板，钢带，（镀锡钢板，镀锌薄板，钢带，（镀锡钢板，镀锌薄板，钢带，电子元器件引线，镀锌铁丝电子元器件引线，镀锌铁丝电子元器件引线，镀锌铁丝电子元器件引线，镀锌铁丝等）等）等）等）电镀的实施方式l l垂直浸入式垂直浸入式垂直浸入式垂直浸入式l l水平运动式水平运动式水平运动式水平运动式l l盘绕式盘绕式盘绕式盘绕式.电镀时间较短；电镀时间较短；电镀时间较短；电镀时间较短；镀液电流密度高；镀液电流密度高；镀液电流密度高；镀

16、液电流密度高；导电性好；导电性好；导电性好；导电性好；沉积速度快；沉积速度快；沉积速度快；沉积速度快；镀液各成分变化不显著对杂质不敏感等。镀液各成分变化不显著对杂质不敏感等。镀液各成分变化不显著对杂质不敏感等。镀液各成分变化不显著对杂质不敏感等。第16页/共33页电镀的工艺过程电镀工艺过程包括前处理、电镀、后处理三大步：电镀工艺过程包括前处理、电镀、后处理三大步：电镀工艺过程包括前处理、电镀、后处理三大步：电镀工艺过程包括前处理、电镀、后处理三大步：镀前处理镀前处理镀前处理镀前处理 包括抛光或打磨、脱脂、除锈、活化等多包括抛光或打磨、脱脂、除锈、活化等多包括抛光或打磨、脱脂、除锈、活化等多包括

17、抛光或打磨、脱脂、除锈、活化等多道工序，镀前处理质量直接影响到镀层与基体间的道工序，镀前处理质量直接影响到镀层与基体间的道工序，镀前处理质量直接影响到镀层与基体间的道工序，镀前处理质量直接影响到镀层与基体间的结合力和镀层的完整性；结合力和镀层的完整性；结合力和镀层的完整性；结合力和镀层的完整性；镀后处理镀后处理镀后处理镀后处理 则关系到镀层的防护性和装饰性效果；镀则关系到镀层的防护性和装饰性效果；镀则关系到镀层的防护性和装饰性效果；镀则关系到镀层的防护性和装饰性效果；镀后处理包括钝化和浸膜：后处理包括钝化和浸膜：后处理包括钝化和浸膜：后处理包括钝化和浸膜：钝化是在新镀出的镀层人为地形成一层致密

18、的氧化钝化是在新镀出的镀层人为地形成一层致密的氧化钝化是在新镀出的镀层人为地形成一层致密的氧化钝化是在新镀出的镀层人为地形成一层致密的氧化物膜，使镀层金属与空气隔绝，以提高镀层的防护物膜，使镀层金属与空气隔绝，以提高镀层的防护物膜，使镀层金属与空气隔绝，以提高镀层的防护物膜，使镀层金属与空气隔绝，以提高镀层的防护性和装饰性。浸膜是在镀后的零件表面浸涂一层有性和装饰性。浸膜是在镀后的零件表面浸涂一层有性和装饰性。浸膜是在镀后的零件表面浸涂一层有性和装饰性。浸膜是在镀后的零件表面浸涂一层有机或无机高分子膜，以提高镀层的防护性和装饰性机或无机高分子膜，以提高镀层的防护性和装饰性机或无机高分子膜，以提

19、高镀层的防护性和装饰性机或无机高分子膜，以提高镀层的防护性和装饰性 第17页/共33页Basic Basic Electro-Electro-plating plating Process Process Identify Base MetalCleanAcid Descale&ActivatePre-Plate(If required)Final PlatePost Treatments(As Specified)RinseRinseRinseRinseRinseDry&PackageStep 1Step 2Step 3Step 4Step 5Step 6Step 7Step 2RStep

20、3RStep 4RStep 5RStep 6RFor Example:Steel,Cooper,BrassFor Example:Degrease,Soak,&ElectrocleanFor Example:Hydrochloric,Sulfuric,or Fluoboric Acids.For Example:Cadmium,Chromium,Copper,Gold,Lead,Nickel.Silver,Solder,&TinFor Example:Chromates,Lacquers,&SealsFor Example:Box orHot Air Spin DryersFor Exampl

21、e:Copper,Sulfamate Nickel,orNickel第18页/共33页影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素1.镀液的影响 金属离子等金属离子等 简单离子为主的镀液简单离子为主的镀液 -镀层的结晶较粗；镀层的结晶较粗；络合物镀液络合物镀液 -镀层结晶细致紧密；镀层结晶细致紧密；主盐浓度高主盐浓度高-浓差极化小浓差极化小-晶核形成速度降低晶核形成速度降低-镀层晶较粗；镀层晶较粗；生产过程易对镀液成分产生影响，生产过程易对镀液成分产生影响，第19页/共33页影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素2.

22、电镀规范的影响 镀液温度升高镀液温度升高-离子的扩散速度提高离子的扩散速度提高-镀层晶粒变粗；镀层晶粒变粗；电流密度提高电流密度提高-阴极极化作用增大阴极极化作用增大-镀层致密镀层致密-沉积速度加快，沉积速度加快，但过高的浓差极化会导致边角部位镀层变粗乃致烧焦。但过高的浓差极化会导致边角部位镀层变粗乃致烧焦。第20页/共33页影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素3.基体的影响 零件在电镀前的脱油、除锈是否彻底，将严重影响镀层的性能零件在电镀前的脱油、除锈是否彻底，将严重影响镀层的性能.基体金属的化学性质与其和镀层之间结合力密切相关。在某些电解液中，基

23、体金属的化学性质与其和镀层之间结合力密切相关。在某些电解液中，如果基体金属的电位负于镀层金属，若不用其它镀层过渡，就不容易获如果基体金属的电位负于镀层金属，若不用其它镀层过渡，就不容易获得结合力良好的镀层：得结合力良好的镀层：零件内孔、零件凹凸不平处（如铸造件和粉末冶金件）易积留预处理的溶零件内孔、零件凹凸不平处（如铸造件和粉末冶金件）易积留预处理的溶液、镀件表面经过一段时间会出现黑色的斑点。液、镀件表面经过一段时间会出现黑色的斑点。第21页/共33页影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素影响电镀层质量的因素4.析氢的影响在任何在任何种电解液中，在金属电沉积的同时都存在有

24、氢离子的放电并析出种电解液中，在金属电沉积的同时都存在有氢离子的放电并析出氢气，这种现象称为析氢：氢气，这种现象称为析氢：析氢经常呈气泡状粘附在阴极的表面，从而阻止金属在这些地方的沉积，析氢经常呈气泡状粘附在阴极的表面，从而阻止金属在这些地方的沉积，产生针孔。产生针孔。析氢有进入镀层或基体金属体内，使镀层的晶格扭曲，内应力增大，容易析氢有进入镀层或基体金属体内，使镀层的晶格扭曲，内应力增大，容易导致镀层脱落或使镀件脆裂；导致镀层脱落或使镀件脆裂；吸附在基体金属内的氢，在镀件的存放或使用过程中，由于环境温度的升吸附在基体金属内的氢，在镀件的存放或使用过程中，由于环境温度的升高会慢慢从基体中释放出

25、来而导致镀层鼓泡。高会慢慢从基体中释放出来而导致镀层鼓泡。第22页/共33页单金属电镀：单金属电镀：指镀液中只含有一种金属离子，镀后形成单一金属镀层的方法。常用的单指镀液中只含有一种金属离子，镀后形成单一金属镀层的方法。常用的单指镀液中只含有一种金属离子，镀后形成单一金属镀层的方法。常用的单指镀液中只含有一种金属离子，镀后形成单一金属镀层的方法。常用的单金属电镀主要有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀锡和镀镉等；金属电镀主要有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀锡和镀镉等；金属电镀主要有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀锡和镀镉等；金属电镀主要有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀锡和镀镉等；合金电镀：合金电镀：在一种溶液中，两

26、种或两种以上金属离子在阴极上共沉积，形成均匀细致在一种溶液中，两种或两种以上金属离子在阴极上共沉积，形成均匀细致在一种溶液中，两种或两种以上金属离子在阴极上共沉积，形成均匀细致在一种溶液中，两种或两种以上金属离子在阴极上共沉积，形成均匀细致镀层的过程叫做合金电镀，目前主要应用的是二元合金电镀；镀层的过程叫做合金电镀，目前主要应用的是二元合金电镀；镀层的过程叫做合金电镀，目前主要应用的是二元合金电镀；镀层的过程叫做合金电镀，目前主要应用的是二元合金电镀；复合电镀：复合电镀：通过金属电沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒，均匀地夹杂到通过金属电沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒，均匀地夹

27、杂到通过金属电沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒，均匀地夹杂到通过金属电沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒，均匀地夹杂到金属层中所形成的特殊镀层叫复合镀层，这种利用金属电沉积制备复合镀金属层中所形成的特殊镀层叫复合镀层，这种利用金属电沉积制备复合镀金属层中所形成的特殊镀层叫复合镀层，这种利用金属电沉积制备复合镀金属层中所形成的特殊镀层叫复合镀层，这种利用金属电沉积制备复合镀层的方法叫复合电镀。层的方法叫复合电镀。层的方法叫复合电镀。层的方法叫复合电镀。电镀分类电镀分类第23页/共33页电镀应用遍及经济建设和日常生活的多个领域防护性：耐腐蚀：如钢铁表面镀锌，食品容器表面镀锡等如钢铁表

28、面镀锌，食品容器表面镀锡等 抗磨和减磨：轴和辊、模具表面镀铬，轴瓦上镀锡铅合金轴和辊、模具表面镀铬，轴瓦上镀锡铅合金功能性：抗高温氧化：镀铬合金，镀铬合金，Pt-Rh Pt-Rh 涂层涂层 磁性：Ni-FeNi-Fe等涂层等涂层，导电性：镀铜或者镀银镀铜或者镀银 消光或吸光：镀黑铬，黑镍等：镀黑铬，黑镍等装饰性：防金镀层，日用品零件外露的光泽涂层防金镀层，日用品零件外露的光泽涂层电镀应用电镀应用第24页/共33页5.2 5.2 5.2 5.2 化学镀化学镀化学镀化学镀化学镀是在无电流通过（无外界动力）时借助还原化学镀是在无电流通过（无外界动力）时借助还原剂在同一溶液中发生氧化还原作用，从而使金

29、属离剂在同一溶液中发生氧化还原作用，从而使金属离子还原沉积在零件表面上的一种方法。子还原沉积在零件表面上的一种方法。从本质上讲，化学镀是一个无外加电场的电化学过程。从本质上讲，化学镀是一个无外加电场的电化学过程。从本质上讲，化学镀是一个无外加电场的电化学过程。从本质上讲，化学镀是一个无外加电场的电化学过程。化学镀的关键是还原剂的选择和应用，最常用的还原剂是化学镀的关键是还原剂的选择和应用，最常用的还原剂是化学镀的关键是还原剂的选择和应用，最常用的还原剂是化学镀的关键是还原剂的选择和应用，最常用的还原剂是次磷酸盐和甲醛，近年来又逐渐采用硼氢化物以及氨基硼次磷酸盐和甲醛，近年来又逐渐采用硼氢化物以

30、及氨基硼次磷酸盐和甲醛，近年来又逐渐采用硼氢化物以及氨基硼次磷酸盐和甲醛，近年来又逐渐采用硼氢化物以及氨基硼烷类和类衍生物等作为还原剂以便室温操作和改变镀层烷类和类衍生物等作为还原剂以便室温操作和改变镀层烷类和类衍生物等作为还原剂以便室温操作和改变镀层烷类和类衍生物等作为还原剂以便室温操作和改变镀层性能。性能。性能。性能。第25页/共33页化学镀过程化学镀过程化学镀过程化学镀过程在化学镀中，溶液内的金属离子是靠得到由还原剂提供的电子而还原成相在化学镀中，溶液内的金属离子是靠得到由还原剂提供的电子而还原成相应的金属的。主要有三种方式：应的金属的。主要有三种方式：（1 1）置换沉积置换沉积 （浸镀

31、）：（浸镀）：利用被镀金属的电位比沉积金属负，将沉积金属利用被镀金属的电位比沉积金属负，将沉积金属利用被镀金属的电位比沉积金属负，将沉积金属利用被镀金属的电位比沉积金属负，将沉积金属离子从溶液中置换在工件表面上。其化学反应式为：离子从溶液中置换在工件表面上。其化学反应式为：离子从溶液中置换在工件表面上。其化学反应式为：离子从溶液中置换在工件表面上。其化学反应式为：Me Me1 1+Me+Me2 2n+n+MeMe2 2+Me+Me1 1m+m+（）（）接触沉积接触沉积 （接触镀）（接触镀）：利用电位比被镀金属高的第三金属与被镀金属利用电位比被镀金属高的第三金属与被镀金属利用电位比被镀金属高的第

32、三金属与被镀金属利用电位比被镀金属高的第三金属与被镀金属接触，让被镀金属表面富积电子，从而将沉积金属还原在被镀金属表面。接触，让被镀金属表面富积电子，从而将沉积金属还原在被镀金属表面。接触，让被镀金属表面富积电子，从而将沉积金属还原在被镀金属表面。接触，让被镀金属表面富积电子，从而将沉积金属还原在被镀金属表面。其化学反应实际上与上式相同，只是其化学反应实际上与上式相同，只是其化学反应实际上与上式相同，只是其化学反应实际上与上式相同，只是 MeMeMeMe1 1 1 1 不是基体金属，而是第三金属。不是基体金属，而是第三金属。不是基体金属，而是第三金属。不是基体金属，而是第三金属。（）（）还原沉

33、积还原沉积 （化学镀）：（化学镀）：利用还原剂被氧化时释放出的自由电子，把金利用还原剂被氧化时释放出的自由电子，把金利用还原剂被氧化时释放出的自由电子，把金利用还原剂被氧化时释放出的自由电子，把金属沉积在金属镀件表面，其反应过程为属沉积在金属镀件表面，其反应过程为属沉积在金属镀件表面，其反应过程为属沉积在金属镀件表面，其反应过程为MeMe2 2n+n+ReMe+OX+ReMe+OX 第26页/共33页 成分成分 作用作用 实例实例 金属盐提供被沉积的金属离子提供被沉积的金属离子硫酸盐，氯化物，醋酸盐，有机酸盐等硫酸盐，氯化物，醋酸盐，有机酸盐等硫酸盐，氯化物，醋酸盐，有机酸盐等硫酸盐，氯化物，

34、醋酸盐，有机酸盐等 还原剂还原金属离子，化学镀的驱动力还原金属离子，化学镀的驱动力NiNi，CoCo用用用用次次次次磷磷磷磷酸酸酸酸钠钠钠钠，硼硼硼硼化化化化氢氢氢氢；CuCu用用用用甲甲甲甲醛；醛；醛；醛；AgAg、AuAu用蔗糖等用蔗糖等用蔗糖等用蔗糖等 络合剂防防止止产产生生金金属属氢氢氧氧化化物物沉沉淀淀，在在酸酸性性溶溶液中控制反应速度和防止自然分解液中控制反应速度和防止自然分解乳乳乳乳酸酸酸酸、丙丙丙丙二二二二酸酸酸酸、EDTAEDTA、酒酒酒酒石石石石酸酸酸酸、柠柠柠柠檬檬檬檬酸、二乙醇胺、三乙醇胺等酸、二乙醇胺、三乙醇胺等酸、二乙醇胺、三乙醇胺等酸、二乙醇胺、三乙醇胺等pH值调

35、节剂调节调节pH值，控制反应速度值，控制反应速度NH4OH、KOH、NaOH、无无机机酸酸、有机酸有机酸 缓冲剂防止溶液工作中防止溶液工作中pH值波动值波动HH3 3BOBO3 3、CHCH3 3COOHCOOH、无机弱碱盐、无机弱碱盐、无机弱碱盐、无机弱碱盐 稳定剂防止自然分解，延长使用寿命防止自然分解，延长使用寿命PbPb2+2+、SnSn2+2+、MoOMoO3 3、尿尿尿尿素素素素、硫硫硫硫脲脲脲脲、，-联联联联吡吡吡吡啶啶啶啶、氰氰氰氰化化化化物物物物、苯苯苯苯骈骈骈骈三三三三氮氮氮氮唑唑唑唑等等等等含含含含NN含含含含S S的的的的杂杂杂杂环环环环化合物化合物化合物化合物 改善剂改

36、改善善镀镀层层性性质质，增增加加光光泽泽防防止止针针孔孔等等在在在在表表表表面面面面活活活活性性性性物物物物质质质质中中中中选选选选择择择择，依依依依化化化化学学学学镀镀镀镀金金金金属属属属种类而异种类而异种类而异种类而异化学镀溶液：化学镀银、锡、镍、铜、钴、镍合金液等化学镀溶液：化学镀银、锡、镍、铜、钴、镍合金液等。化学镀液组成化学镀液组成第27页/共33页化学镀的特点是：化学镀的特点是：化学镀的特点是：化学镀的特点是：（1 1 1 1）工艺简单，适应范围广，不需要电源，不需要制作阳极，只要一）工艺简单，适应范围广，不需要电源，不需要制作阳极，只要一）工艺简单，适应范围广，不需要电源，不需要

37、制作阳极，只要一）工艺简单，适应范围广，不需要电源，不需要制作阳极，只要一般操作人员均可操作；般操作人员均可操作；般操作人员均可操作；般操作人员均可操作；（2 2 2 2）镀层与基体的结合强度好；）镀层与基体的结合强度好；）镀层与基体的结合强度好；）镀层与基体的结合强度好；（3 3 3 3）成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少；）成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少；）成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少；）成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少；（4 4 4 4）毒性小，有利于环保；）毒性小，有利于环保；）毒性小，有利于环保；）毒性小，有利于环保；（5 5 5 5）投资

38、少，数百元设备即可，见效快。）投资少，数百元设备即可，见效快。）投资少，数百元设备即可，见效快。）投资少，数百元设备即可，见效快。化学镀的特点化学镀的特点第28页/共33页纯金属、合金及复合镀层，可分为以下几种：1.1.纯金属镀层，有纯金属镀层，有纯金属镀层，有纯金属镀层，有CuCu、SnSn、AgAg、AuAu、RuRu、PdPd；2.2.二元合金化学镀层：主要集中于二元合金化学镀层：主要集中于二元合金化学镀层：主要集中于二元合金化学镀层：主要集中于NiNi和和和和CoCo分别与分别与分别与分别与P P和和和和B B形成的二形成的二形成的二形成的二元合金，如元合金，如元合金，如元合金，如Ni

39、-PNi-P、Ni-BNi-B；Co-PCo-P、Co-BCo-B；3.3.三元及多元合金化学镀层：三元合金有三元及多元合金化学镀层：三元合金有三元及多元合金化学镀层：三元合金有三元及多元合金化学镀层：三元合金有Ni-M-PNi-M-P，Ni-M-BNi-M-B，Co-M-PCo-M-P（M=NiM=Ni、WW、MnMn）；四元合金有）；四元合金有）；四元合金有）；四元合金有Ni-W-Sn-PNi-W-Sn-P、Ni-Ni-W-Sn-BW-Sn-B、Co-Ni-Re-PCo-Ni-Re-P、Co-Mn-Re-PCo-Mn-Re-P。4.4.复合镀层：金属化合物，非金属化合物，金属微粒复合入镀层

40、，复合镀层：金属化合物，非金属化合物，金属微粒复合入镀层，复合镀层：金属化合物，非金属化合物，金属微粒复合入镀层，复合镀层：金属化合物，非金属化合物，金属微粒复合入镀层，主要集中于主要集中于主要集中于主要集中于 Ni-P Ni-P 系镀层。系镀层。系镀层。系镀层。化学镀的分类化学镀的分类第29页/共33页1.1.化学镀镍及镍合金化学镀镍及镍合金 ：优良的耐腐蚀性能，耐磨性能和钎焊性能优良的耐腐蚀性能，耐磨性能和钎焊性能 如铝质散热如铝质散热如铝质散热如铝质散热器具镀上器具镀上器具镀上器具镀上 10 m10 m左右的镀镍层的有良好的钎焊性；左右的镀镍层的有良好的钎焊性；左右的镀镍层的有良好的钎焊

41、性；左右的镀镍层的有良好的钎焊性；标准件化学镀镍磷合金代替镀铬；标准件化学镀镍磷合金代替镀铬；标准件化学镀镍磷合金代替镀铬；标准件化学镀镍磷合金代替镀铬；化工设备零件化学镀镍磷合金耐酸腐蚀、采油机喷嘴化学镀镍磷合金防冲蚀；化工设备零件化学镀镍磷合金耐酸腐蚀、采油机喷嘴化学镀镍磷合金防冲蚀；化工设备零件化学镀镍磷合金耐酸腐蚀、采油机喷嘴化学镀镍磷合金防冲蚀；化工设备零件化学镀镍磷合金耐酸腐蚀、采油机喷嘴化学镀镍磷合金防冲蚀；打字机串纸杆化学镀镍磷合金代替不锈钢、挖掘机油泵活塞镀镍磷合金耐磨损；打字机串纸杆化学镀镍磷合金代替不锈钢、挖掘机油泵活塞镀镍磷合金耐磨损；打字机串纸杆化学镀镍磷合金代替不锈

42、钢、挖掘机油泵活塞镀镍磷合金耐磨损；打字机串纸杆化学镀镍磷合金代替不锈钢、挖掘机油泵活塞镀镍磷合金耐磨损；采油机柱塞和钻杆化学镀镍磷合金防腐耐磨；等等；采油机柱塞和钻杆化学镀镍磷合金防腐耐磨；等等；采油机柱塞和钻杆化学镀镍磷合金防腐耐磨；等等；采油机柱塞和钻杆化学镀镍磷合金防腐耐磨；等等；化学镀的应用化学镀的应用第30页/共33页2.2.化学镀银化学镀银化学镀银化学镀银 主要用于电子部件的焊接点、印制线路板，以提高制品的耐蚀性和导电性能。主要用于电子部件的焊接点、印制线路板，以提高制品的耐蚀性和导电性能。主要用于电子部件的焊接点、印制线路板，以提高制品的耐蚀性和导电性能。主要用于电子部件的焊接

43、点、印制线路板，以提高制品的耐蚀性和导电性能。还广泛用于各种装饰品，如装配杯、高级旅行保温杯、扣件等，铍青铜在通讯行业应用广泛，为进一步提还广泛用于各种装饰品，如装配杯、高级旅行保温杯、扣件等，铍青铜在通讯行业应用广泛，为进一步提还广泛用于各种装饰品，如装配杯、高级旅行保温杯、扣件等，铍青铜在通讯行业应用广泛，为进一步提还广泛用于各种装饰品，如装配杯、高级旅行保温杯、扣件等，铍青铜在通讯行业应用广泛，为进一步提高铍青铜弹性的导电性，可在铍青铜上镀银；高铍青铜弹性的导电性，可在铍青铜上镀银；高铍青铜弹性的导电性，可在铍青铜上镀银；高铍青铜弹性的导电性，可在铍青铜上镀银；3.3.3.3.非金属材料

44、表面非金属材料表面非金属材料表面非金属材料表面：如尼龙表面化学镀镍、银、铜用来代替金属或装饰；如尼龙表面化学镀镍、银、铜用来代替金属或装饰；如尼龙表面化学镀镍、银、铜用来代替金属或装饰；如尼龙表面化学镀镍、银、铜用来代替金属或装饰；ABSABSABSABS工程塑料工件表面装饰镀，如钮扣、车辆上的扣件、防护板等；工程塑料工件表面装饰镀，如钮扣、车辆上的扣件、防护板等；工程塑料工件表面装饰镀，如钮扣、车辆上的扣件、防护板等；工程塑料工件表面装饰镀，如钮扣、车辆上的扣件、防护板等；高强塑料电镀金属，可提高塑料的抗老化性能，消除塑料的静电吸尘作用，高强塑料电镀金属，可提高塑料的抗老化性能，消除塑料的静

45、电吸尘作用，高强塑料电镀金属，可提高塑料的抗老化性能，消除塑料的静电吸尘作用，高强塑料电镀金属，可提高塑料的抗老化性能，消除塑料的静电吸尘作用，在高强塑料镀铜，代替金属铜材，可取得铜一样的表面性能和效果在高强塑料镀铜，代替金属铜材，可取得铜一样的表面性能和效果在高强塑料镀铜，代替金属铜材，可取得铜一样的表面性能和效果在高强塑料镀铜，代替金属铜材，可取得铜一样的表面性能和效果化学镀的应用化学镀的应用第31页/共33页思考题思考题1.1.电镀与化学镀的本质区别在什么地方？化学镀电镀与化学镀的本质区别在什么地方？化学镀时候有电化学反应发生么？时候有电化学反应发生么？2.2.电镀层厚度的均匀性（也被称为分散能力）跟电镀层厚度的均匀性（也被称为分散能力）跟什么有关？如何提高镀层厚度的均匀性？什么有关？如何提高镀层厚度的均匀性？3.3.电镀层表面粗糙和表面光滑主要由什么决定？电镀层表面粗糙和表面光滑主要由什么决定？为什么？为什么？4.4.请给镁合金表面镀层设计工艺。请给镁合金表面镀层设计工艺。第32页/共33页33感谢您的观看。第33页/共33页