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青墩成人校培训讲义(电镀工培训)利用有机溶剂清除制件表面油污的过程.4.6 除氢将金属制件在一定温度下加热处理或采用其它方法,以驱除在电镀生产过程中金属内部吸收氢的过程.*电镀工培训讲义一、电镀专业术语1 电镀常识 表面处理的基本过程大致分为三个阶段:前处理,中间处理和后处理。 1.1前处理 零件在处理之前,程度不同地存在着毛刺和油污,有的严重腐蚀,给中间处理带来很大困难,给化学或电化学过程增加额外阻力,有时甚至使零件局部或整个表面不能获得镀层或膜层,还会污染电解液,影响表面处理层的质量。包括除油、浸蚀,磨光、抛光、滚光、吹砂、局部保护、装挂、加辅助电极等。 1.2 中间处理 是赋予零件各种预期性能的主要阶段,是表面处理的核心,表面处理质量的好坏主要取决于这一阶段的处理。 1.3 后处理 是对膜层和镀层的辅助处理。 2 电镀过程中的基本术语 2.1 分散能力 在特定条件下,一定溶液使电极(通常是阴极)镀层分布比初次电流分布所获得的结果更为均匀的能力。亦称均镀能力。 2.2 覆盖能力 镀液在特定条件下凹槽或深孔处沉积金属的能力。亦称深镀能力。 2.3 阳 极 能够接受反应物所给出电子的电极,即发生氧化反应的电极。 2.4 不溶性阳极 在电流通过时,不发生阳极溶解反应的电极。 2.5 阴 极 反应于其上获得电子的电极,即发生还原反应的电极。 2.6 电流密度 单位面积电极上通过的电流强度,通常以 A/dm2 表示。 2.7 电流密度范围 能获得合格镀层的电流密度区间。 2.8 电流效率 电极上通过单位电量时,其一反应形成之产物的实际重量与其电化当量之比,通常以百分数表示。 2.9 阴极性镀层 电极电位的代数值比基体金属大的金属镀层。 2.10 阳极性镀层 电极电位的代数值比基体金属小的金属镀层。 2.11 阳极泥 在电流作用下阳极溶解后的残留物。 2.12 沉积速度 单位时间内零件表面沉积出金属的厚度。 2.13 初次电流分布 在电极极化不存在时,电流在电极表面上的分布。 2.14 活 化 使金属表面钝化状态消失的作用。 2.15 钝 化 在一定环境下使金属表面正常溶解反应受到严重阻碍,并在比较宽的电极电位范围内使金属溶解反应速度降到很低的作用。 2.16 氢 脆 由于浸蚀,除油或电镀等过程中金属或合金吸收氢原子而引起的脆性。 2.17 PH 值 氢离子活度 aH+ 的常用对数的负值。 2.18 基体材料 能在其上沉积金属或形成膜层的材料。 2.19 辅助阴极 为了消除被镀制件上某些部位由于电力线过于集中而出现的毛刺和烧焦等毛病,在该部位附近另加某种形状的阴极,用以消耗部分电流,这种附加的阴极就是辅助阴极。 2.20 辅助阳极 除了在电镀中正常需用的阳极以外,为了改善被镀制件表面上的电流分布而使用的辅加阳极。 2.21 电 解 使电流通过电解质溶液而在阳极,阴极引起氧化还原反应的过程。 2.22 极 化 当电流通过电极时,电极电位发生偏离平衡电位的现象。 2.23 皂化反应 油脂在碱性条件下的水解反应。 2.24 阴极极化 直流电通过电极时,阴极电位偏离平衡电位向负的方向移动的现象。 2.25 槽电压 电解时,电解槽两极之间的总电位差。 3 镀覆方法术语3.1 化学钝化 将制件放在含有氧化剂的溶液中处理,使表面形成一层很薄的钝态保护膜的过程。3.2 化学氧化通过化学处理使金属表面形成氧化膜的过程。3.3 电化学氧化在一定电解液中以金属制件为阳极,经电解,于制件表面形成一层具有防护性,装饰性或其它功能氧化膜的过程。3.4 电 镀利用电解原理,使金属或合金沉积在制件表面,形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程。3.5 转 化 膜对金属进行化学或电化学处理所形成的含有该金属之化合物的表面膜层。3.6 钢铁发蓝(钢铁化学氧化)将钢铁制件在空气中加热或浸入氧化性的溶液中,使之于表面形成通常为蓝(黑)色的薄氧化膜的过程。3.7 冲击电流电流过程中通过的瞬时大电流。3.8 光亮电镀在适当条件下,从镀槽中直接得到具有光泽镀层的电镀。3.9 合金电镀在电流作用下,使两种或两种以上金属(也包括非金属元素)共沉积的过程。3.10 多层电镀在同一基体上先后沉积上几层性质或材料不同的金属层的电镀。3.11 冲 击 镀在特定的溶液中以高的电流密度,短时间电沉积出金属薄层,以改善随后沉积镀层与基体间结合力的方法。3.12磷 化在钢铁制件表面上形成一层不溶解的磷酸盐保护膜的处理过程。3.13 热抗散加热处理镀件,使基体金属和沉积金属(一种或多种)扩散形成合金的过程。4 镀前处理和镀后处理术语4.1 化学除油在碱性溶液中借助皂化作用和乳化作用清除制件表面油污的过程。4.2 电解除油在含碱溶液中,以制件作为阳极或阴极,在电流作用下,清除制件表面油污的过程。4.3 出 光在溶液中短时间浸泡,使金属形成光亮表面的过程。4.4 机械抛光借助于高速旋转的抹有抛光膏的抛光轮,以提高金属制件表面光亮度的机械加工过程。4.5 有机溶剂除油利用有机溶剂清除制件表面油污的过程。4.6 除 氢将金属制件在一定温度下加热处理或采用其它方法,以驱除在电镀生产过程中金属内部吸收氢的过程。4.7 退 镀将制件表面镀层退除的过程。4.8 弱 浸 蚀电镀前,在一定组成溶液中除去金属制件表面极薄的氧化膜,并使表面活化的过程。4.9 强 浸 蚀将金属制件浸在较高浓度和一定温度的浸蚀溶液中,以除去金属制件表面上氧化物和锈蚀物的过程。4.10 镀前处理为使制件材质暴露出真实表面,消除内应力及其它特殊目的所需,除去油污、氧化物及内应力等种种前置技术处理。4.11 镀后处理为使镀件增强防护性能,提高装饰性能及其它特殊目的而进行的(诸如钝化、热熔、封闭和除氢等)处理。5 材料和设备术语 5.1 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。 5.2 光 亮 剂 为获得光亮镀层在电解液中所使用的添加剂。5.3 阻 化 剂 能够减缓化学反应或电化学反应速度的物质。5.4 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。5.5 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。5.6 络 合 剂能与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。5.7 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。5.8 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。 5.9 润 湿 剂 能降低制件与溶液间的界面张力,使制件表面容易被润湿的物质。 5.10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。5.11 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。5.12 移动阴极 采用机械装置使被镀制件与极杠一起作周期性往复运动的阴极。6 测试和检验相关术语6.1 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。6.2 孔 隙 率 单位面积上针孔的个数。6.3 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。6.4 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)。6.5 结 合 力 镀层与基体材料结合的强度。6.6 起 皮镀层成片状脱离基体材料的现象。 6.7 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。6.8 桔 皮 类似于桔皮波纹状的表面处理层。6.9 海绵状镀层 在电镀过程中形成的与基体材料结合不牢固的疏松多孔的沉积物。6.10 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。6.11 麻点 在电镀或腐蚀中,与金属表面上形成的小坑或小孔。6.12 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。6.13 镀层钎焊性镀层表面被熔融焊料润湿的能力。电镀基础知识一一、什么叫电镀 电镀就是利用电解的方式使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀、致密、结合力良好的金属层的过程,就叫电镀。简单的理解,是物理和化学的变化或结合。普通的说:电与化学物质(化学品)的结成。例如:一块铁板上镀上一层铜(通电在铜的镀液上)。二、电镀必须具备什么条件: 要办一个电镀厂,一个车间必须要有:外加的直流电源和特定电解液(或叫镀液)以及特定金属阳极组成的电解装置。就是除了厂房、水、废水处理外,还必须有直流的整流器。镀液通过(镀铜、镍、锌、锡、金、银)等镀种,以及镀什么镀种先择好阳极板。如:镀镍要用镍板,镀铜要用电解铜板,但镀铬不是用铬板,而是铅锡、铅锑合金板(即不溶性阳极)。除此外,化学镀、热镀锌等镀种通过化学反应结成的镀层是不用电镀的,一般叫化学镀镍、化学镀铜。三、电镀须知的电化学基础知识。 1、 化学知识: 自然界由物质构成的,我们经常见到的水、泥土、食盐、钢铁等都是物质。一切物质都处在不停的运动状态。运动是物质存在形式:例如:水蒸发成汽,遇冷变成冰块等。物质发生运动变化的根本原因在于物质内部的矛盾性。自然界一切物质的运动和变化叫自然现象,研究自然变化规律的科学统称自然科学。自然变化可分化学变化和物理变化两大类,研究物理变化的科学叫物理学,研究化学变化的科学叫化学。化学研究的内容是:物质的组成和性质,物质的变化,物质变化时发生的现象。1原子分子论的基本概念。原子分子论学说是化学的基础,其要点归纳如下:a、物质由分子组成,分子是维持物资组成和化学性,质的最小单位。b、物质分子见间互相有作用力(吸引力、排斥力)。物质分子间作用力各不相同,以固体最大,液体次之,气体最小。c、物质分子之间具有空隙,分子间的空隙决定着物质的体积。d、分子由原子组成,它参与化学反应时并不分解。e、表现出相同化学性质的一定种类的原子称为化学元素,目前已发现的元素有100多种,不同的元素的原子其重量体积、性质都不相同。f、物质的分子和原子是外在不断的运动中。2元素符号及元素的原子量:为了表示不同的元素,在化学领域中常用拉丁字母来代表各种元素,这叫做元素符号。下列表中列出的是常用元素符号、原子量。原子的重量是很小的。例如:一个碳原子量为:0.00000000000000000000001994克。这样的数使用和书写都很不方便,为了使用上的方便,用专用单位来表示原子重量,现在国际上采用碳单位来表示原子重量。一个碳单位等于碳原子重量的十分之一。用碳单位表示的一个重量叫做原子量。例如:氢的原子量为:1.008。氧的原子量为:15.9994。3化学反应:概念:由一种物质变化成另一种新物质的过程叫化学反应。 例:碳燃烧变成二氧化碳就是化学反应。在化学反应中是由一种物质变成另一种物质,但物质 不会消失,也不可能增多。它应服从下面的物质不灭定律和定比定律。A、 物资不灭定律:参加反应物质的总重量等于反应生成物质的总重量。B、 定比定律:在化学反应中参加反应的物质都有一定的比例。反应生成物质也有一定的组成比例。例如:2克氢+16克氧,生成18克水。分子式:用元素符号来表示物质组成的式子,叫做分子式。在写分子式时,先写上元素符号,再把原子的数目用较小的数字记在符号的右下角。例如:水分子由两个氢原子个氧原子组成,可写成:H2O。知道物质的分子式后,我们就知道物质的组成,并且可计算出分子量。例如:硫酸的分子式是:H2SO4,由此可知道它由2个氢原子、1个氧原子组成。它的分子量是:2个氢原子量+1个硫原子量+4个氧原子量=分子量用分子式及符号经平衡后表示的化学反应过程叫化学方程式:例如:硝酸银与氧化钠作用生成氧化银和硝酸钠。可写成:AGNO3+NACl=AGCl+NANO3知道化学反应方程式后,我们就能知道多少参加反应的物质能生成多少反应生成物。例如:在上面的例子反应中,一个分子硝酸银与一个分子的氯化钠反应,生成一个分子的氯化银和一个分子的硝酸钠。我们查表知道这几种物质的分子量是:硝酸银 AGNO3=170 氯化钠 AGCL=58 硝酸钠 NaNO3=85 氯化银 Agcl=143由此可知:170克AgNO3(硝酸银)+58克的(氯化钠)生成143克的AgCl(氯化银)+85克的NaNO3(硝酸钠):假设我们需要配制40克AgCl(氯化银),则需要多少AgNO3(硝酸银)和NaCl(氯化钠)呢?(硝酸银):(氯化银)=170:143 AgNO3AgCl(硝酸银)=170X40? =47.5克AgNO3143(氯化钠):(氯化银)=58:143 NaClAgCl(氯化钠)=(氯化银)=16.2克NaClAgCl则需用AgNO3(硝酸银)47.5克和NaCl(氯化钠)16.2克。物质的分类:一切物质按其存在形式可分单质及化合物。 单质又可分为金属和非金属,化合物又可分为无机化合物及有机化合物两大类。所有的这些物质都与表面处理有着密切的关系。譬如:电镀的各种金属多为单质,电镀用的药品大多数为酸、碱、盐等化合物。近来有机化合物在电镀中应用也是越来越多,它被广泛和用作酸洗缓冲剂、光亮剂。1 什么叫单质:由同种元素的原子组成的物质叫单质。单质分金属和非金属。 A、金属:常温下多为固体(汞例外)。具有金属光泽,是电和热的良导体,有一定的延展性。例:金、银、铜、铁、锡。 B、非金属:常温下有气体、液体、固体三种形态,导电及导热性差,比重小,固体脆性大。例:炭、硫、氮、硅。2、化合物: A、有机化合物:凡属碳氢化合物及其衍生物称为有机化合物。例如:汽油、酒精、丁炔二醇、萘二碳酸、香蕉水。 B、 无机化合物:氧化物可分为:酸性、碱性两性氧化物。 酸性氧化物大多为非金属氧化物。它能与碱反应生成盐和水。溶于水生成酸。例如:二氧化硫、二氧化碳。 碱性氧化物大多为金属氧化物,它能与酸反应生成盐和水。溶于水生成碱。例如:Na2O、K2O、MgO、CaO. 酸:在水溶液中能电离出H的化合物,通常称为酸。酸可分为有机酸和无机酸,无机酸还可分为含氧酸、无氧酸(氢酸)。 含氧酸:硫酸、硝酸、磷酸、铬酸等。 氢酸有:氢氟酸、氢氰酸等。 酸类的特点:有酸味,使兰色石蕊试纸变成红色,易于溶于水。 有腐蚀性;酸与碱作用生成盐和水。酸与金属作用放出氢气。 例如:硫酸与氢氧化钠反应生成盐和水。 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 硫酸与锌作用放出氢H2SO4+ZnSO4+H2碱:在水溶液中能电离出OH的化合物,通常称为碱。可分为强碱,如:NaOH、KOH弱碱:NH4OH碱类的特性:碱使红色石蕊变成兰色,具有腐蚀性。四溶液及浓度: 1溶液:溶质溶解于溶剂中组成溶液。例如:食盐(NaCl)溶于水中叫“盐水”。溶剂有水及各种有机溶剂,在不同的溶剂物质的溶解情况不同,有的能溶于水而不溶于有机溶剂。有的溶解于有机溶剂却不溶于水中。如凡士林溶于汽油不溶于水,硫酸铜溶于水却不溶于酒精。一定条件下溶质在溶剂中溶解到不再溶解时的浓度叫饱和点,也叫溶解度。2溶液的浓度:在一定的溶剂中所含溶质的量就是溶液的浓度。溶液的浓度表示方法很多。这里介绍几种常用的方法:克/升g/l这是电镀溶液中常用的一种表示法,表示每升溶液中含有溶质的克数。百分比溶液(%)表示溶质占溶液的百分率。有重量百分比和体积百分比。 比重通常讲的是“较水比重”以水的比重为1。另一种比重“合理标度”称浓点读比重,常用的“比重计”。PH值:PH值就是用10的指数的绝对值来表示氢离子浓度,也叫氢离子的指数。也就是说:当溶液中的氢离子浓度为10的负几次方时,PH值就等于几。当PH值等于7时,溶液中的氢离子浓度为7,溶液为中性。所以我们一般来说PH值由7至0变化时溶液为酸性。PH值由7至14变化时溶液为碱性。 PH值是电镀槽液的一个重要参数,对电镀过程影响很大,故需要经常检查溶液的PH值,测定PH值的方法最常用的有两种:(1)试纸法:根据试纸变色与已知PH值的色标相比较来确定溶液的PH值。其优点是方便简单,缺点是误差较大。(2)PH值测试仪:根据氢离子浓度对氢电极产生不同电位和标准电极之间的电势差,在电位计上读数。优点是准确度高,缺点是测试较复杂。3、电解:对电解液施加外加电压,便有电流通过,电解值在电流作用下被分解的过程叫电解。电解时,电解液中阳离子跑向阴极,在阳极得到电子被还原。阴离子跑向阳极失去电子被氧化。例如:在硫酸铜溶液中接入两电极,通以直流电(见图13),此时,将发现在接电源阴极的极板上,有铜和氢气析出,则析出氧气。如果是铜阳极则同时发生铜的溶解和氧气的析出:其反应如下:阴极:Cu2+2eCu2H1+2eH2阳极? 4OH-4e2H2O+O22SO42-+2H2O-4e2H2SO4+O2从阳极溶解的铜,补充了电解液中的铜离子的消耗,如果我们在阴极上挂上经清洗好表面的零件,则铜在零件上沉积的过程叫电镀。五、电化当量 1、电解定律:电解时,在量的方面全服从下面的电解定律:第一定律:在电解上所析出的物质重量与电流强度和通过的时间成正比。也就是与通过的电量成正比。第二定律:在不同的电解液中,通过相同的电量时,在多个溶液中所析出的物质质量与它的化学当量成正比,并析出的1克当量任何物质定通过96500库仑电量。2、电化当量在1秒钟内通过1安培电流,在阴极上析出的物质重量叫物质的电化当量。3、电流效率电介时,实际析出的物质的重量总是与理论上计算出的重量不一样,实际析出的重与理论计算出重量之比用百分率表示,称为电流效率,常以“N”表示。M= *100%1*T*C式中:M实际析出的物质重量(克) I电流(安培)T时间(小时) C电化当量(克/安培一小时)根据电解定律和电化当量,电流效率的公式,我们可以求出:电解液的电流效率,电镀时间、电镀层的厚度等。例1 通过电流20安培,经2小时在阴极上析出铬之重量为1.8克。求镀铬的电流效率?设: M= *100% J*T*C从表查出得铬的电化当量C=0.324克/安培一小时。电镀基础知识二1盐酸有何特征? 答:纯净的盐酸是无色透明的液体,一般因含有杂质三氯化铁而呈黄色。常用浓盐酸中约含37%的氯化氢。盐酸易挥发,是一种强酸。在电镀生产中广泛使用盐酸作为浸蚀剂。 2 硫酸有何特征? 答:浓度为96%的硫酸溶液,比重为1.84。浓硫酸具有吸水性,吸水过程中放出大量的热量。在电镀生产中广泛使用硫酸作为浸蚀剂,由于其挥发性低,所以可利用加热提高浸蚀速度。 3硝酸有何特征? 答:硝酸是一种氧化型的强酸,在见光受热时分解放出氧而使别的物质氧化,所以硝酸应盛在棕色瓶内,电镀生产中广泛使用权有作为浸蚀剂。 4现有浓盐酸、浓硝酸、浓硫酸各一坛,能凭目测将它们分辨出来吗? 答:冒白雾的是盐酸,冒黄烟的是硝酸,无烟雾的是硫酸。 5如何区别碳酸钠,片碱(NaOH)?答:碳酸钠又名纯碱,又称弱碱,是白色粉末,水溶液呈碱性,电镀中配制去油溶液。片碱,化学名氢氧化钠,是强碱,又称烧碱,是白色固体或片状体。与水溶解后放出热量,易灼烧皮肤,电镀中用碱性镀槽、发黑、去油等用处。 6什么叫溶液、溶剂与溶质? 答:一种或数种物质分散到另一种液体物质里形成的均匀、稳定液体叫溶液。能够溶解其它物质的液体叫溶剂,被溶剂溶解的物质叫溶质。 7什么叫溶解与溶解度 答:溶质在溶剂作用下,以分子状态不断地扩散到溶剂分子间去的过程叫做溶解。在一定温度和压力下,某溶质在100克溶剂里达到饱和所溶解的克数,叫做该溶质在这种溶剂里的溶解度。 8什么叫溶液浓度? 答:一定量溶液里所含溶质的量叫做溶液的浓度。溶液浓度的表示方法主要有比例浓度、重量百分浓度、克/升浓度、摩尔浓度与当量浓度等。 9什么叫比例浓度? 答:以溶质与溶剂的重量或体积之比来表示的浓度叫比例浓度。一般比例浓度中均标明是重量比或是体积比,若不标明,则固体按重量计,液体按体积计。如配制1:1的 盐酸溶液,将1体积的浓盐酸与1体积的水混合即得;又如配制1:5000的高锰酸钾溶液,将1克高锰酸钾溶于5000毫升水中即得。 10什么叫重量百分浓度? 答:用100克溶液中所含溶质的克数来表示的浓度叫重量百分浓度。具体配制时按以下方法计算:溶液总重=溶液体积X溶液比重11什么叫克/升浓度? 答:以每升溶液中所含溶质的克数来表示的浓度叫克/升浓度。电镀生产中广泛运用克/升浓度;配制时,按以下方法计算: 溶质重=溶液体积X克/升浓度 溶质溶解于溶剂后,总体积大于溶剂体积,所以在配制一定体积的溶液时,首先取的溶剂体积要小于溶液体积,待溶质全部溶解后再稀释至规定体积。 12什么叫摩尔浓度? 答:通常所说的摩尔浓度是指体积摩尔浓度,即以每升溶液中所含溶质的摩尔数来表示的浓度,常用符号M表示: 摩尔浓度(M)=溶质摩尔数/溶液体积(升) 溶质摩尔数= 溶质重量(克) /溶质分子量 配制时,按以下方法计算: 溶质重(克)= 溶液体积(升)X摩尔浓度X溶质分子量 操作注意事项与配制克/升浓度溶液相同。 13什么叫当量浓度? 答:用每升溶液中所含溶质的克当量数来表示的浓度叫当量浓度,常用符号N表示。 当量浓度(N)= 溶质克当量数/溶液体积(升) 克当量数= 溶质重量(克)/溶质的当量 配制时,按以下方法计算: 溶质重量(克)= 溶液体积(升)X当量浓度X溶质的当量 14什么叫有机化合物? 答:由碳元素和氢元素组成的化合物及其衍生物总称为有机化合物,简称有机物。 15有机化合物与无机化合物的性质有哪些不同? 答:有机化合物与无机化合物在某些性质方面的不同见下表: 性质有机化合物无机化合物可燃性大多数可以燃烧,受热易分解一般都能耐热,不易燃烧熔点大多数熔点低,一般在300以下一般不易熔化可溶性易溶于有机溶剂,难溶于水不溶于有机溶剂,易溶于水导电性溶液或熔化时均不导电一般溶液或熔化时可导电化学反应以分子形式参加反应且很慢以离子形式参加且反应激烈结合形式以共价键结合以离子键结合16什么叫烃?它主要分哪几种? 答:分子中只含有碳原子和氢原子的有机物叫做烃。烃按其结构可分为开链烃和闭链烃(简称环烃)。开链烃可分为烷烃、炔烃和烯烃三种,闭链烃又可分为脂环烃和芳香烃。 17烷烃、烯烃、炔烃分子式的组成各有什么规律?它们的通式是什么? 答:烷烃分子中含氢原子个数等于碳原子个数的2倍加2个;烯烃分子中氢原子个数等于碳原子个数的2倍;炔烃分子中氢原子个数等于碳原子个数的2倍减去2个。若以n表示烃分子中碳原子个数,则烷烃分子式的通式应该是CnH2n+2,烯烃分子式的通式是CnH2n,炔烃分子式的通式是CnH2n-2. 18什么叫烃的衍生物? 答:烃分子中一个或几个氢原子被其它原子或原子团所取代的产物叫做烃的衍生物,如1,4-丁炔二醇(C4H6O2)、十二烷基硫酸钠(C12H25NaSO4)等。 19有机物在电镀生产中有哪些用途? 答:有机物在电镀生产中应用较广,是电镀生产中不可缺少的重要原料之一。它主要可用作络合剂(如EDTA、HEDP等)、添加剂(如糖精、DE、DPE、香豆素、1,4-丁炔二醇、香蓝素、洋茉莉醛、十二烷基硫酸钠、OP乳化剂、海鸥洗涤剂等)、防蚀剂(如乌洛托品、硫脲、甘油等)、溶剂(如乙醇、乙醚、汽油、煤油等)。 20什么叫表面张力? 答:在液气两相的界面上,液体分子所受液体内部分子的引力大于气体分子对它的引力,由此造成的使液体表面缩小的力叫表面张力。表面张力的大小与溶液的性质、温度、浓度等因素有关。 21什么是表面活性剂?表面活性剂有哪些类型? 答:能显著改变液体表面张力或两相之间的界面张力的物质叫表面活性剂(有时称界面活性剂)。 表面活性剂有阴离子型的,如肥皂、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠等;有阳离子型的,如脂肪族胺盐、烷基季胺盐、烷基嘧啶卤代物等;有两性表面活性剂,如羚酸型、磺酸脂型等;有非离子型表面活性剂,如OP乳化剂、平平加、海鸥洗涤剂、氟碳类等。 22表面活性剂的组成与性质如何? 答:表面活性剂的分子是由亲油性基团和亲水性基团两部分组成。表面活性剂有乳化作用、泡沫作用增溶作用,并能改变固液两相接触时的润湿性能。 23表面活性剂在电镀生产中的用途有哪些? 答:表面活性剂在电镀中主要用来除油、提高阴极极化作用和改善溶液分散能力。例如,两性表面活性剂(如环氧系列)能明显提高阴极极化作用。 24怎样选用表面活性剂? 答:在弱酸性、弱碱性或中性介质中,一般选用阴离子型或非离子型(如十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、OT、OP等);在强酸性介质中一般选用非离子型(如聚乙二醇等);为提高阴极极化作用,宜选用具有两性的表面活性剂,且分子量不宜过大(一般碳原子数为48较理想),活性基团宜多不宜少。 25络合物与电镀的关系如何? 答:在电镀生产中,广泛使用络合物。随着无氰电镀新工艺的不断发展,为了提高镀层质量,选择、使用新的络合剂,显得尤为重要。必须指出,络离子在溶液中是分步离解的,络离子总的不稳常数等于它的分步离解常数的乘积,溶液的络合剂与金属离子之间存在一系列的“络合离解平衡”。因而有各种不同配位数的络离子以不同的浓度同时存在于溶液之中。那么,在阴极还原中,究竟哪一种离子直接参加电极反应呢?计算证明:具有特征配位数的络离子(溶液中这种络离子的浓度最大)在电极上放电的可能性不大,而那些配位数较低的络离子(溶液中这种络离子的浓度适中)是电极上放电的主要离子。 26什么叫阳极极化与阴极极化? 答:自流电通过阳极时,阳极电位偏离平衡电位而向正方向移动的现象,称为阳极极化。在某一电流密度下,阳极电位与平衡电位之差称为阳极过电位,通常用A表示。 直流电通过阴极时,阴极电位偏离平衡电位而向负方向移动的现象,称为阴极极化。在某一电流密度下,阴极电位K与平衡电位之差,称为阴极过电位,通常用K表示。 阳极极化和阴极极化对电流都起阻碍作用,所以有时也称为极化电阻。 28极化度与电镀有何关系? 答:极化度对镀层质量影响相当大,它直接影响到电流在阴极上的分布。若阴极极化度的值大,能使电流在阴极表面上的实际分布比初次分布更均匀,这表明电解液的分散能力和深镀能力好,从而可使镀层更均匀。为什么镀铬液有较大的阴极极化作用,而分散能力很差呢?原因就是镀铬液的阴极极化度很小。 29利用哪些方法可以消除或降低不必要的阳极计划作用? 答:阳极极化会引起阳极的电化学钝化,致使阳极不能正常溶解。在生产中一般采用下列方法来消除或降低阳极极化作用: (1)加入适量的阳极活化剂(去极化剂)可防止阳极钝化,促使阳极正常溶解。例如在酸性镀镍溶液中加入氯化物,可起到消除或降低阳极极化的作用; (2)增大阳极面积,降低阳极电流密度。例如,在氰化镀锌中,若发生阳极钝化时,可通过增大阳极面积降低阳极电流密度来解决; (3)利用搅拌也可降低阳极极化作用。 30什么叫金属的钝化现象? 答:金属的钝化现象可以分为化学钝化与电化学钝化两类。例如铁在稀硝酸中很快就溶解,但在浓硝酸中溶解现象就几乎完全停止了;铝在稀硝酸中很不稳定,但却可以用铝制容器来储存浓硝酸;碳钢在普通大气中很易生锈,但在钢中加入适量的铬镍合金组分后就成为“不锈钢”了。这些钝化现象叫化学钝化。另一种钝化现象是由于阳极极化引起的,叫做电化学钝化。大部分化学钝化现象事实上也是按照电化学机理进行的,因为化学钝化时也可以观察到电极电位显著的变化。铁在活化状态下的电位约为-0.5-0.2伏,而在钝化状态下则为+0.5+1伏。铬在活化状态下的电位为-0.6-0.4伏,而在钝化状态下则为+0.8+1伏。因此,钝化能使电极电位剧烈地向正方向移动,并使钝化了的金属的电位约等于那些贵重的金属(例如金和铂)的电位。 虽然钝性效应的出现是比较经常的并且也是非常明显的,但是直到目前为止尚无统一确切的解释。根据电化学腐蚀理论,钝性是由于阴极过程受阻滞而引起的金属或合金的高耐蚀状态(虽然从热力学观点看来,这些金属和合金是完全能够进行反应的)。也就是说,钝性是由于阳极过程控制的增加而引起的耐蚀状态。 31什么叫电结晶? 答:电镀过程实质上就是金属的电结晶过程。也就是说在直流电的作用下,电解液中的金属离子(或络合金属离子)在阴极上得到电子后沉积出金属镀层的过程叫电结晶。电结晶的过程极其复杂,以水合金属离子放电结晶为例,可分为以下几个阶段: (1)物质迁移溶液中的水合金属离子到达阴极表面(包括扩散、迁移、水化膜变形、脱水); (2)电荷迁移金属离子在阴极表面与电子结合,还原成金属原子; (3)表面扩散金属原子在电极表面扩散到达晶格位置(如弯折处); (4)参入晶格金属原子排列组成一定晶格的金属晶体。 其中(3)、(4)两步为形成结晶的过程。可见,形成电镀层,包括物质迁移、电荷迁移、晶格化三个主要过程。 在形成金属晶体时又有同时进行的两个过程:晶核的生成与晶核的成长。这两个过程的速度决定着金属结晶的粗细程度。如果晶核的生成速度较快,而晶核生成后的成长速度较慢,则生成的晶核数目较多,晶粒较细。反之,晶粒就较粗。提高金属电结晶时的阴极极化作用,可以提高晶核的生成速度,有利于获得结晶细致的镀层。 32电镀生产中如何提高阴极极化作用? 答:一般说来,电化学极化作用对于改善镀层质量起着很重要的作用,因此我们应尽可能想办法通过提高阴极的电化学极化作用来提高镀层的结晶细致程度。同时,往往通过提高阴极极化度,还可提高镀液的分散能力与深镀能力。在生产中,一般采取以下措施提高阴极极化作用: (1)加入络合剂。因为络离子较简单离子难于在阴极上还原,这就可使阴极积累较多的电子,从而使阴极极化值提高; (2)加入添加剂。添加剂吸附在阴极表面上,可减慢金属离子到达阴极表面的速度及金属离子和电子反应的速度,从而提高阴极极化作用; (3)提高阴极电流密度。在阴极极化作用随阴极电流密度的增大而增大的情况下,可用提高阴极电流密度的办法去提高阴极极化作用; (4)适当降低电解液温度。降低温度能提高络合剂的络合能力,减慢金属离子扩散到阴极表面的速度,从而提高阴极极化作用; (5)加入导电盐。在阴极极化度不为零的情况下,溶液导电性的提高可以促使电流在阴极表面更均匀地分布。33什么叫金属的化学腐蚀与电化学腐蚀? 答:金属与周围介质发生氧化作用而引起的腐蚀叫做化学腐蚀;金属和电解质溶液接触时,由于微电池和大电池作用而发生的腐蚀叫做电化学腐蚀。化学腐蚀时没有电流产生,电化学腐蚀时,介质与金属的作用的总反应分成两个在相当程度上独立地进行的过程(阳极过程与阴极过程)。在大多数实际情况下,电化学腐蚀常常以阳极和阴极过程在不同地区局部地进行为特征。 34金属腐蚀与哪些主要因素有关? 答:与下列因素有关: (1) 金属的本性、组成、加工特性、结构特点及表面状态等; (2) 环境温度; (3) 腐蚀介质的性质。 35什么叫镀前处理?它主要包括哪些具体内容? 答:电镀、氧化、磷化等主要工序以前的一切加工处理和准备工作总称为镀前处理(或预处理)。镀前处理大致包括以下基本内容:除油、除锈、除氧化皮、浸蚀、酸洗、活化、磨光、抛光、滚光、喷砂、局部绝缘、清洗、预热以及加辅助电极和装挂等。 36工件为什么必须经过严格的镀前处理后方能入槽电镀? 答:工件在加工后会存在着不同程度的毛刺,表面可能沾染油污,有的表面甚至已经严重锈蚀。这样就使工件表面呈现介电、疏松、钝态、电阻大等不良状况。如果不将这些东西清除干净,则会给整个电镀过程带来很大的障碍。它们会阻碍电流的通过,给电解液中金属离子的放电带来很大的阻力。同时,这些缺陷会降低镀层金属与基体金属间的结合力,甚至使工件局部或整个表面不能获得镀层,即使勉强获得镀层,也容易产生疏松、发花、起泡、蜕皮、不连续等疵病。而在装饰性镀层施镀前,必须使基体具有一定的光洁度,以期电镀后具有美丽的外观。 另外,工件上的油污、氧化物等杂质会污染电解液,增加电解液中的有害杂质,以致引起电解液不能正常工作甚至报废,造成不应有的损失。因此,镀层质量好坏与否,槽液是否容易维护,镀前处理是非常重要的一个环节。 37钝化现象对镀层质量有什么危害?如何消除它? 答:若在工件如槽前(或入槽的一瞬间)发生了钝化现象,则势必严重地影响镀层与基体间的结合力,造成废品。例如:铝及铝合金,由于表面存在一层自然氧化膜,这是影响镀层结合力的主要因素,若不经特殊的镀前处理,根本不能顺利地进行电镀。无氰镀铜中普遍存在的问题,就是直接镀复时不能获得与钢铁基体结合强度良好的铜镀层。这主要是两种原因引起的:钢铁表面的活化(置换)和钝化。在通常情况下,镀层结合强度不良,是因为钢铁表面处于钝化状态。 目前用来消除钝化现象的方法主要有预浸、预镀(镍或铜)、电解活化、浸酸活化、带电入槽、适当冲击等方法。 38什么叫磨光? 答:利用磨光轮上磨料的尖锐棱角来磨削工件表面,借以提高工件表面的平整程度和光洁度的过程,叫做磨光。 磨光主要是为了除去工件表面的毛刺和粗糙不平,除去某些机械缺陷。例如,通过磨光可除去工件表面的毛刺、划痕、腐蚀痕迹、焊渣、砂眼、气泡、氧化皮和锈迹等。 39磨光轮一般是用什么材料制作的? 答:磨光轮一般用棉布或其它纤维布用粗线缝制而成。轮沿用粘结剂粘上磨料(金刚砂),烘干后即可使用。 40工件上的油脂一般可分为哪两大类?这些油脂的物理性质如何? 答:工件上的油脂一般可分为可皂化性油脂和非皂化性油脂两大类。也可以说是分为动植物油和矿物油两大类。这些油脂都是有机化合物,大多数都是不溶解于水而溶于有机溶剂的。 41工件除油的方法主要有哪几种? 答:根据油脂的类型和它们的性质,工件除油的方法主要有化学除油法、电解除油法、有机溶剂除油法和机械除油法等四大类。 42什么叫化学除油? 答:在含碱的溶液中,借皂化和乳化作用去除工件表面油污的过程,叫做化学除油。 43有色金属件和黑色金属件的化学除油工艺是否相同?有何不同? 答:有色金属件和黑色金属件的化学除油法是不太相同的。黑色金属的化学除油液中烧碱的浓度一般都在30-50克/升左右。而有色金属的化学除油液中一般都不加烧碱,即使个别的配方中有烧碱,也是少量的。因为烧碱对有色金属具有强的腐蚀作用。另外,除油液的温度也稍有差异,黑色金属除油时的温度比有色金属除油时的温度要高一些。 44化学除油的原理是什么? 答:化学除油的原理是利用碱溶液对油脂的皂化作用除去可皂化性油脂,利用表面活性剂的乳化作用除去非皂化性油脂。 可皂化性油脂可与碱发生皂化反应,生成可溶性的肥皂和甘油,皂化反应方程式是: (C17H35COO)3C3H5+3NaOH=3C17H35COONa+C3H5(OH)3 非皂化性油脂主要是利用乳化作用将其去掉。工件进入除油液后,由于机械震动,表面的油膜破裂,而变成不连续的小油滴;溶液中乳化剂使油、固界面上的表面张力降低,结果油滴进入溶液;乳化剂的疏水基团和亲水基团将进入溶液中的小油滴包围起来,使油滴不能重新聚集沾污工件。这样就将油除去了。 45钢铁件化学除油液中有哪些成分?它们的作用是什么? 答:氢氧化钠是强碱,具有很强的皂化能力,它可与工件上的动植物油反应,生成可溶性的肥皂和甘油而使工件上的动植物油除掉。 碳酸钠也具有一定的碱性,它在溶液中主要是起缓冲作用,因为它可与水反应生成NaOH和NaHCO3,使除油液保持足够的碱性。 磷酸钠主要起乳化作用。它很容易从工件表面洗净,同时能帮助水玻璃容易被水洗掉。 水玻璃具有很强的乳化作用,同时也具有一定的皂化能力。乳化剂的作用主要是降低油污和除油液之间的表面张力,并使油滴不能重新聚集。 46钢铁件化学除油液中各成分的含量一般是多少?各成分含量对除油效果有何影响? 答:一般钢铁件化学除油液的配方是: NaOH 30-50克/升 Na2CO3 20-60克/升 Na3PO4 20-30克/升 水玻璃 5-10克/升 OP乳化剂 1-2克/升 温度 80-90(或更高一点) 溶液中的NaOH含量太高时,所生成的肥皂难以溶解,将影响除油速度和效果。NaOH含量太低时,除油速度太慢。 碳酸钠含量太低时,溶液的PH值不稳定。 磷酸钠含量太低时,溶液中的水玻璃会粘附在工件上面洗不掉。残留在工件表面的水玻璃经酸洗后,会产生不溶性的硅胶而使镀层结合不牢。 OP乳化剂含量过高时,会因它不容易从零件上洗掉而影响镀层与基体的结合力;含量过低时,乳化作用不够强,油难以除净。 47化学除油的速度主要与哪些因素有关? 答:化学除油的速度主要与工件上油脂的厚度、溶液的温度、溶液中各成分的含量、是否振动或抖动工件(或用喷射溶液除油)等都有关。 48什么叫电解除油?电解除油有哪几种方法? 答:在含碱的溶液中,以工件作阳极或阴极在电流作用下清除工件表面油污的过程,叫做电解除油。电解除油一般分为阳极除油、阴极除油和联合除油三种方法。 49电解除油的原理是什么? 答:电解除油是利用工件上析出的大量气体对油脂的机械搅拌、剥离和携带作用而将油污除掉的。讲得具体一点是:工件挂在碱性电解槽的阳极或阴极上时,电极的极化作用使油与液两相界面的表面张力降低。电解时,电极上析出的大量氢气泡或氧气泡,对工件上的油膜具有强烈的撕裂作用,使油膜迅速变为不连续的小珠滴,而气泡上升吸附一部分油滴,同时还起机械搅拌作用,使小油滴加速脱离工件表面在上述诸因素的共同作用下,工件上的油便被清除掉了。 电解除油的反应式如下: 阳极除油:4OH2eO2+2H2O 阴极除油:2H+2e H2 50.阳极除油和阴极除油的优缺点各是什么? 答:阳极除油的优点是:工件挂在阳极,电解时阳极放出的是氧气,因此工件没有产生氢脆的危险。同时,阳极除油还能除去工件上的残渣和某些金属杂质薄膜。缺点是除油速度比阴极除油低,一般有色金属不宜采用此法。此外,除油液中含有较多的氯离子时,钢铁件可能产生腐蚀现象。 阴极除油的优点是除油速度快,并且一般不会腐蚀工件。缺点是工件易因渗氢而产生氢脆。渗氢严重时,镀层可能要起泡蜕皮。溶液中含有铅、锡、锌等有色金属杂质时,零件上会产生成海绵状金属物质而影响镀层质量。 为了克服阳极除油和阴极除油各自的缺点,可以采用联合除油(先阴极后阳极)法。 51电解除油的速度和效果主要与哪些因素有关? 答:主要与下列因素有关: (1)电解液中氢氧化钠的浓度。氢氧化钠有良好的导电能力,适当提高氢氧化钠的含量可提高除油速度, 也可提高电流密度。氢氧化钠可使钢铁件表面生成一层钝化膜,防止工件受腐蚀,但对铜、锌、铝等有色金属有腐蚀作用。 (2)电流密度。适当提高电流密度可加速除油,改善深孔件除油效果。但电流密度太高时,放出的气体多,气体跑出的流速大,致使大量气体庖厨液面造成碱雾而污染车间的空气,影响工人身体健康,并且会腐蚀工件。 (3)溶液的温度。温度升高,电极反应活化能降低,反应速度加快,从而提高除油速度。但是,温度过高会造成能量消耗增多,污染空气,恶化劳动条件,加速工件腐蚀等。一般电解除油液的温度都应略低于化学除油液的温度。 52电解除油时为什么有时可听到雷鸣般的爆破声? 答:在电解时,阳极放出大量的氧气,阴极放出大量的氢气。由于溶液内有乳化剂存在,液面大量的氢气和氧气的混合气体被泡沫覆盖着;在电极接触不良而产生火花时,氢气和氧气迅速化合,生成水蒸气并放出大量的热。这些水蒸气在极短时间内受热急剧膨胀,因而发生雷鸣爸的爆破声。 53有机溶剂除油是怎么一回事? 答:有机溶剂除油是利用有机溶剂可将工件上的油溶解下来的原理来除油。这种方法一般只适应于形状特殊的工件、特大件、少批量高精度件的除油。 54常用来除油的有机溶剂有哪些?操作时应注意些什么? 答:常用来除油的有机溶剂有汽油、煤油、苯类、酮类,以及某些氯化烷烃、烯烃等。因汽油、煤油、苯类、酮类都是易挥发、易燃品,操作时必须注意防火,并搞好通风、防爆等安全装置。 55机械除油是怎么一回事? 答。机械除油就是用机械的方法擦试除油,主要用滚桶。工件装在滚桶内,随滚桶的旋转而互相摩擦,促使工件上的油污与滚桶内的药水或磨料加速作用而将油除掉。 56.什么叫浸蚀? 答:利用化学或电化学方法来除去工件表面的锈皮和氧化膜,使工件表面处于活化状态的加工方法叫浸蚀。浸蚀是将工件置于腐蚀溶液(酸或碱)中进行的。浸蚀分为化学浸蚀和电化学浸蚀两种。 57什么叫光亮浸蚀? 答:光亮浸蚀与化学抛光有何不同?提高工件的光泽程度的浸蚀工艺叫光亮浸蚀。光亮浸蚀与化学抛光没什么严格区别,只是化学抛光要求光亮程度高一些而已。一般化学抛光的溶液都能用来进行同种金属的光亮浸蚀。 5
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