电镀化学镀新技术.ppt
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LOGO第四章第四章第四章第四章电镀、化学镀新技术电镀、化学镀新技术电镀、化学镀新技术电镀、化学镀新技术材料物理系材料物理系二零壹零年九月二零壹零年九月表面工程技术与缓蚀剂表面工程技术与缓蚀剂上两次课重点内容上两次课重点内容v表面工程的概念:
表面工程的概念:
非常重要非常重要v表面工程学科体系:
表面工程学科体系:
二级包括五部分二级包括五部分v表面工程技术两种分类方式:
表面工程技术两种分类方式:
四种和五种四种和五种v表面工程技术的应用:
表面工程技术的应用:
五大方面五大方面(P5)v固体表面构成示意图:
(固体表面构成示意图:
(P15)v固体表面的分类:
固体表面的分类:
三种三种v吸附的概念:
(吸附的概念:
(P24)v物理吸附和化学吸附的区别联系:
物理吸附和化学吸附的区别联系:
五区别三联系五区别三联系v表面前处理技术内容:
表面前处理技术内容:
四部分四部分v表面整平的手段:
表面整平的手段:
七种七种v磷化的概念:
(磷化的概念:
(P58)v钝化理论:
(钝化理论:
(P62)电镀饰物和设备电镀饰物和设备镀金镀金电镀纽扣电镀纽扣镀银镀银手机外壳电镀手机外壳电镀生产线生产线八工位电镀槽八工位电镀槽电镀用钛阳极电镀用钛阳极什么是电镀?
电镀液成分?
电沉积过程如何?
影响镀层质什么是电镀?
电镀液成分?
电沉积过程如何?
影响镀层质量的因素有哪些?
对五花八门的电镀工艺了解多少?
量的因素有哪些?
对五花八门的电镀工艺了解多少?
电刷镀和化学镀电刷镀和化学镀对电刷镀了解多少知识?
对电刷镀了解多少知识?
电刷镀的是如何工作的?
电刷镀的是如何工作的?
电刷镀有什么特点?
电刷镀有什么特点?
电刷镀应用价值大不大?
电刷镀应用价值大不大?
化学镀是如何实现的?
化学镀是如何实现的?
化学镀都应用在哪里?
化学镀都应用在哪里?
表面着色如何实现呢?
表面着色如何实现呢?
第一节第一节电镀基本知识电镀基本知识v电镀概念电镀概念(教材(教材P69P69)电镀是指在外电流作用下,电解质水溶液中的电镀是指在外电流作用下,电解质水溶液中的金属离子迁移到作为阴极的被镀基体金属表面,发金属离子迁移到作为阴极的被镀基体金属表面,发生氧化还原反应并沉积形成镀层的一种表面工程技生氧化还原反应并沉积形成镀层的一种表面工程技术。
术。
v理解电镀要把握这么几点:
理解电镀要把握这么几点:
电镀是电镀是金属电沉积形成涂层金属电沉积形成涂层的技术之一;的技术之一;要有要有外加电流外加电流,从而能够发生氧化还原反应,这是,从而能够发生氧化还原反应,这是必要条件之一;必要条件之一;在在电解质溶液中电解质溶液中进行,这也是进行电镀的必要条件进行,这也是进行电镀的必要条件之一;之一;目的是在工间表面目的是在工间表面获得一层薄镀层获得一层薄镀层来改变材料表面来改变材料表面的特性,提高耐蚀性、耐磨性、装饰性等功能。
的特性,提高耐蚀性、耐磨性、装饰性等功能。
电镀基本知识电镀基本知识第一节第一节电镀基本知识电镀基本知识v电镀液的组成和作用电镀液的组成和作用电镀液一般由电镀液一般由主盐主盐、附加盐附加盐、缓冲剂缓冲剂、阳极活阳极活化剂化剂和和添加剂添加剂组成。
组成。
电镀液大多是电镀液大多是水溶液水溶液,特殊情况下使用,特殊情况下使用有机溶有机溶液液或或熔盐镀液熔盐镀液。
主盐主盐:
指能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐类:
指能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐类有单盐(有单盐(镀层粗燥镀层粗燥)和络盐()和络盐(结晶细致镀层结晶细致镀层)附加盐附加盐:
也称为导电盐,是电镀液中除主盐以外的:
也称为导电盐,是电镀液中除主盐以外的某些碱金属或碱土金属盐类某些碱金属或碱土金属盐类主要作用是提高电镀液的主要作用是提高电镀液的导电性导电性,有的还略微,有的还略微提提高阴极极化高阴极极化,改善镀层质量,改善镀层质量第一节第一节电镀基本知识电镀基本知识缓冲剂缓冲剂:
一般由弱酸和弱酸盐或弱碱和弱碱盐一般由弱酸和弱酸盐或弱碱和弱碱盐组成的用来组成的用来稳定溶液酸碱度稳定溶液酸碱度的物质,能使溶液在的物质,能使溶液在遇到酸或碱时,溶液的遇到酸或碱时,溶液的PH值变化幅度缩小。
值变化幅度缩小。
阳极活化剂阳极活化剂:
是镀液中能是镀液中能促进阳极活化促进阳极活化的物质,的物质,它能提高阳极开始钝化的电流密度,从而保证阳它能提高阳极开始钝化的电流密度,从而保证阳极不容易被钝化,使阳极处于活化状态而能正常极不容易被钝化,使阳极处于活化状态而能正常地溶解。
地溶解。
添加剂添加剂:
是为了是为了改善电镀溶液性能和镀层质量改善电镀溶液性能和镀层质量,在电镀液中加入的少量有机物。
在电镀液中加入的少量有机物。
各种电镀液对添加剂的使用是有选择性的,往各种电镀液对添加剂的使用是有选择性的,往往通过实验来确定。
往通过实验来确定。
第一节第一节电镀基本知识电镀基本知识v电镀反应电镀反应(学过?
)(学过?
)电镀反应包括两部分电化学反应:
电镀反应包括两部分电化学反应:
阴极阴极和和阳极阳极v电极电位和极化电极电位和极化(学过?
)(学过?
)平衡电极电位(平衡电极电位(双电层结构图)双电层结构图)通电后通电后电极极化电极极化电化学极化电化学极化、浓差极化过电位浓差极化过电位和和溶液的欧姆电压降溶液的欧姆电压降v金属的电沉积过程和共沉积金属的电沉积过程和共沉积电镀包含的主要过程就是金属的电沉积过程电镀包含的主要过程就是金属的电沉积过程指镀液中的金属离子在外电场的作用下,经电极反指镀液中的金属离子在外电场的作用下,经电极反应还原成金属原子并在阴极上进行金属沉积的过程应还原成金属原子并在阴极上进行金属沉积的过程完成这个电沉积过程须经过下面三个步骤来进行:
完成这个电沉积过程须经过下面三个步骤来进行:
电沉积过程电沉积过程v速度最慢的一个被称为整个沉积过程的控制环节速度最慢的一个被称为整个沉积过程的控制环节v每个过程对电镀的影响是不同的每个过程对电镀的影响是不同的v液相液相传质传质v电化学反电化学反应应v电结晶电结晶阴极金属阴极金属离子被消耗离子被消耗溶液中离子溶液中离子阴极转移阴极转移离子在电极离子在电极表面转化表面转化离子放电生离子放电生成金属原子成金属原子金属原子扩金属原子扩散到结晶点散到结晶点排列成晶格排列成晶格形成镀层形成镀层第一节第一节电镀基本知识电镀基本知识影响镀层质量的因素影响镀层质量的因素v镀液镀液组成组成的的v影响影响v主主盐浓度度v附加附加盐v添加添加剂v杂质浓度提高,晶核形成速度浓度提高,晶核形成速度降低降低,形成粗大结晶镀层,形成粗大结晶镀层杂质的来源比较复杂杂质的来源比较复杂影响也比较复杂影响也比较复杂显著改善镀层的某些性能显著改善镀层的某些性能选择性加入影响镀层质量选择性加入影响镀层质量浓度改善镀液的导电性浓度改善镀液的导电性有利于形成细晶镀层有利于形成细晶镀层第一节第一节电镀基本知识电镀基本知识v电镀工工艺规范范对镀层质量量的影响的影响vPH值v电流密度流密度v电流波形流波形v温温度度v搅拌拌v基体金属基体金属v其它因素其它因素最佳的最佳的pH值往往要通过试验决定值往往要通过试验决定大小要合适大小要合适通过阴极电位和电流密度的变化通过阴极电位和电流密度的变化来影响阴极沉积过程来影响阴极沉积过程合理提高镀液温度利于提高质量合理提高镀液温度利于提高质量提高镀层质量提高镀层质量材料本身结合、镀前加工状况材料本身结合、镀前加工状况其他机械的、电学的、几何因素其他机械的、电学的、几何因素第一节第一节电镀基本知识电镀基本知识电镀的分类电镀的分类金属金属电沉积方式电沉积方式电镀电镀其他其他特殊电镀特殊电镀电镀电镀装置装置镀层镀层功能功能单单金金属属电电镀镀合合金金电电镀镀复复合合电电镀镀槽槽镀镀滚滚镀镀刷刷镀镀防防护护性性电电镀镀耐耐磨磨性性电电镀镀装装饰饰性性电电镀镀切切削削性性电电镀镀功功能能性性电电镀镀非非晶晶态态电电镀镀脉脉冲冲电电镀镀非非金金属属电电镀镀一、合金电镀:
一、合金电镀:
v合金电镀的特点合金电镀的特点:
合金共沉积的过程比单金属电镀复杂合金共沉积的过程比单金属电镀复杂合金镀层具有许多单金属镀层所不具备的特殊性能合金镀层具有许多单金属镀层所不具备的特殊性能具有与热熔法制备的合金所不具备的特点具有与热熔法制备的合金所不具备的特点v合金电镀(即金属共沉积)的基本条件:
合金电镀(即金属共沉积)的基本条件:
对单金属来说,金属离子在溶液中达到沉积电位就可以在阴极还原析出对单金属来说,金属离子在溶液中达到沉积电位就可以在阴极还原析出一是两种金属中至少有一种金属能单独从其盐类的水溶液中沉积出来一是两种金属中至少有一种金属能单独从其盐类的水溶液中沉积出来二是两种金属的析出电位应充分接近或相等二是两种金属的析出电位应充分接近或相等v实现金属共沉积的措施实现金属共沉积的措施:
选择金属离子合适的价态;选择金属离子合适的价态;改变镀液中金属离子的浓度;改变镀液中金属离子的浓度;采用络合剂;采用络合剂;采用添加剂采用添加剂第二节第二节合金电镀、复合电镀合金电镀、复合电镀及其他特殊电镀技术及其他特殊电镀技术第二节第二节合金电镀、复合电镀合金电镀、复合电镀及其他特殊电镀技术及其他特殊电镀技术二、复合电镀二、复合电镀:
v定义定义:
用电镀方法使固体微粒与金属共沉积,从而在基体上获得基用电镀方法使固体微粒与金属共沉积,从而在基体上获得基质金属上弥散分布微粒结构的复合镀层质金属上弥散分布微粒结构的复合镀层v特点特点:
复合镀层综合了其组成相的优点;复合镀层综合了其组成相的优点;镀覆材料广泛,同一种基质金属可沉积一种或数种性质各异的固体微镀覆材料广泛,同一种基质金属可沉积一种或数种性质各异的固体微粒,同一种固体微粒也可沉积在不同的基质金属中;粒,同一种固体微粒也可沉积在不同的基质金属中;加工过程不需要高温,可制取有机材料和金属组成的复合镀层,且工加工过程不需要高温,可制取有机材料和金属组成的复合镀层,且工件不易变形;件不易变形;可沿用原来的电镀装置,方便又经济,可降低基体材料成本,节省大可沿用原来的电镀装置,方便又经济,可降低基体材料成本,节省大量贵金属;量贵金属;缺点是镀层厚度不够均匀,工艺实施存在一些困难。
缺点是镀层厚度不够均匀,工艺实施存在一些困难。
v机理:
机理:
复合电沉积是一个复杂的过程,在这过程中,金属离子的析出、镀复合电沉积是一个复杂的过程,在这过程中,金属离子的析出、镀层的成长和分散粒子向阴极表面的吸附是同时进行的。
层的成长和分散粒子向阴极表面的吸附是同时进行的。
第二节第二节合金电镀、复合电镀合金电镀、复合电镀及其他特殊电镀技术及其他特殊电镀技术三、其他特殊电镀技术三、其他特殊电镀技术v非晶态电镀非晶态电镀v脉冲电镀脉冲电镀v激光电镀激光电镀v闪镀闪镀v机械电镀机械电镀v多层电镀多层电镀v非金属电镀非金属电镀第三节第三节点石成金的电刷镀点石成金的电刷镀u电刷镀基本原理电刷镀基本原理v将处理好的工件与专用的直将处理好的工件与专用的直流电源的负极连接作为阴极,流电源的负极连接作为阴极,镀笔与电源的正极连接作为镀笔与电源的正极连接作为阳极,电刷镀时,使棉花包阳极,电刷镀时,使棉花包套中浸满电镀液的镀笔以一套中浸满电镀液的镀笔以一定的相对运动速度及适当的定的相对运动速度及适当的压力在被镀工件表面上移动,压力在被镀工件表面上移动,在镀笔与被镀工件接触的部在镀笔与被镀工件接触的部分,镀液中的金属离子在电分,镀液中的金属离子在电场力的作用下扩散到工件表场力的作用下扩散到工件表面,在表面获得电子被还原面,在表面获得电子被还原成金属原子而沉积在工件表成金属原子而沉积在工件表面形成镀层。
面形成镀层。
v电刷镀设备电刷镀设备直流电源、镀笔及其辅助装置直流电源、镀笔及其辅助装置第三节第三节点石成金的电刷镀点石成金的电刷镀u电刷镀工艺特点电刷镀工艺特点电刷镀有其独特的工艺特点,可以用三个字来概括电刷镀有其独特的工艺特点,可以用三个字来概括v特点之一特点之一“刷刷”:
这个:
这个“刷刷”指的是镀层是靠镀指的是镀层是靠镀笔蘸上溶液笔蘸上溶液“刷刷”上去的,零件表
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- 电镀 化学 新技术