第三章 电镀工艺(8学时)

1、第三章 电镀工艺 1. 概述概述(2学时) 1.1 镀层金属镀层金属 1.2 电解液 1.3 电镀工艺条件 2. 常用电镀工艺简介常用电镀工艺简介 （4学时） 3. 特种电镀工艺特种电镀工艺（2学时） 1.1 1.1 镀层金属镀层金属 单一金属层单一金属层合金镀层合金镀层复合镀层复合镀层 锌镀层锌镀层 分散强化合金镀层 耐蚀镀层 减摩镀层 耐磨镀层 镍合金镀层 锌合金镀层 铅锡合金镀层 铜锌合金镀层 铜锡合金镀层 镉镀层镉镀层 铜镀层铜镀层 镍镀层镍镀层 铬镀层铬镀层 银镀层银镀层 锡镀层锡镀层 锌锌 对钢铁，锌镀层属于典型的阳极性镀层，对基底金属不仅有对钢铁，锌镀层属于典型的阳极性镀层，对基

2、底金属不仅有机械机械 保护作用保护作用，而且能起到而且能起到阴极保护作用阴极保护作用。锌镀层广泛用于钢铁零部锌镀层广泛用于钢铁零部 件和结构件的防护镀层件和结构件的防护镀层。且成本低廉。镀层且成本低廉。镀层经钝化经钝化处理后处理后可以具可以具 有一定的有一定的装饰外观装饰外观和提高提高镀层的镀层的保护性能保护性能。锌是两性金属，既 能溶于酸也能溶于碱，故锌镀层主要用于大气环境和中性水溶液。锌镀层主要用于大气环境和中性水溶液。 镉镉 镉的化学性质与锌相似，也镉的化学性质与锌相似，也作防护性镀层作防护性镀层。与镀锌层相 比，镉镀层氢脆性较小，钎焊性能好，航空航海及电子工业中航空航海及电子工业中 的

3、零部件习惯使用镉镀层。但镉蒸汽和可溶性盐剧毒的零部件习惯使用镉镀层。但镉蒸汽和可溶性盐剧毒。 在一般大气条件下，防护性能不如锌在一般大气条件下，防护性能不如锌。但但在海洋大气和海洋大气和 海水中，镉镀层的防护性能优于锌镀层海水中，镉镀层的防护性能优于锌镀层(在海水中镉的电位比铁负， 故对钢铁工件为阳极性镀层)。 铜铜 铜是正电性金属，不受非氧化性酸的腐蚀，但会和氧发生 反应，铜不单独作为钢铁件的防护镀层铜不单独作为钢铁件的防护镀层。 铜质软而韧，铜镀层孔隙少铜质软而韧，铜镀层孔隙少，故常用作钢铁工件防护常用作钢铁工件防护- 装饰镀层的底层或中间层装饰镀层的底层或中间层，提高基体与表层或中间层的

4、提高基体与表层或中间层的 结合力。铜镀层还用作功能镀层，结合力。铜镀层还用作功能镀层，如：导电镀层（铜具有优良 的导电性），减摩镀层（铜质软），防磁镀层（铜无磁性）等。 镍镍 防护防护- -装饰镀层装饰镀层：医疗器械和家庭日用品医疗器械和家庭日用品用镀镍作为防护- 装饰镀层。采用多层镀镍工艺，如双层镍。 底层或中间层底层或中间层：镍镀层广泛是与铬镀层联合使用是与铬镀层联合使用，作为防护装 饰镀层的底层或中间镀层底层或中间镀层，如Cu-Ni-Cr，Ni-Cu-Ni-Cr等。 防护镀层防护镀层：镍在碱碱溶液中有优良耐蚀性。 银银 银是贵金属，在含硫化物的大气中表面易生成硫化银而变黑。 价贵难得，故

5、一般不用作防护镀层一般不用作防护镀层。 装饰镀层装饰镀层：银具有良好的装饰性能，呈银白色，常用于 餐具，工艺品和家庭用具的装饰镀层。 功能镀层功能镀层：银的导电性能优良，接触电阻小，电子电器， 通讯器材的零部件镀银，可保证良好的导电性导电性和钎焊性钎焊性。 锡锡 防护镀层防护镀层：锡在食品有机酸中对钢铁属于阳极性镀层阳极性镀层， 且锡对人体无毒，故镀锡铁皮用作食品罐头盒食品罐头盒。 功能镀层功能镀层： 锡有良好的钎焊性能锡有良好的钎焊性能，故需要钎焊的无线电器件和零部 件广泛采用锡镀层。-等等。 铬铬 装饰性装饰性 铬镀层-镜面光泽的银白色镜面光泽的银白色，非常悦目。温度 不超过500，能长久

6、保持其光泽外观能长久保持其光泽外观。 防护性防护性 铬是负电性金属，Cr/Cr3+ 的标准电位为 -0.74 V； 但铬具有强烈钝化能力钝化能力，生成稳定致密的钝化膜钝化膜。 耐磨性耐磨性 铬镀层硬度高硬度高，其硬度超过淬火钢其硬度超过淬火钢。同时铬镀 层摩擦系数低，利于提高工件表面的耐磨性能。 镀镀 层层 性性 能能 镀镀 层层 种种 类类 l 装饰铬装饰铬(光亮铬光亮铬) 用于防护装饰镀层，汽车，自汽车，自 行车，家电，五金行车，家电，五金等产品上。铬层厚度 5umum l 硬铬硬铬( (耐磨铬耐磨铬) ) 用于提高工件（如磨具，轴，量规磨具，轴，量规等） 表面硬度和耐磨性 l 松孔铬松孔

7、铬 使硬铬层含有一定宽度和深度的沟纹，具有保 持润滑油的特性，如活塞环，汽缸套活塞环，汽缸套等。 l 乳白铬乳白铬 韧性好，孔隙率低，硬度较大，韧性好，孔隙率低，硬度较大，用于要求耐蚀性 及耐磨性的部件，如量具，枪炮内膛。 l 双铬双铬 底层乳白铬，表层硬铬。 l 黑铬黑铬 色黑，消光性好，用作太阳能吸收器的表面膜层 （镀镍钢板上镀黑铬，吸收率可达 0.95) 镀层金属镀层金属 单一金属层合金镀层复合镀层 锌镀层 分散强化合金镀层 耐蚀镀层 减摩镀层 耐磨镀层 镍合金镍合金镀层 锌合金锌合金镀层 铅锡铅锡合金镀层 铜锌铜锌合金镀层 铜锡铜锡合金镀层 镉镀层 铜镀层 镍镀层 铬镀层 银镀层 锡镀

8、层 铜锡铜锡 合金合金 低锡青铜低锡青铜(锡 15% 以下) 性能：性能：低锡青铜镀层结晶细致，孔 隙率很低，具有防腐蚀性能。应用：应用：主要用于防护防护-装饰装饰 镀铬的底层镀铬的底层，代替镍（降低成本）。 高锡青铜高锡青铜(锡超过 40% )性能：外观似银，外观似银，具有良好的反光、钎 焊、导电性能，但存在微小裂纹，防护性差。应用应用：代替银作代替银作 电器零件接触点和生产反光器械反光器械。 铜锌铜锌 合金合金 防护防护- -装饰镀层装饰镀层-铜锌合金( (黄铜黄铜) ) 镀层具有金黄色美丽外观，装饰性好，广泛用于家用器皿， 建筑物小五金小五金零件，以及黄铜件代用品。 功能镀层功能镀层-铜

9、锌合金(黄铜) 钢件镀黄铜（0.52.5微米），提高与橡胶的结合力 （如轮胎衬里钢丝） 黄铜镀层也可作为减摩镀层。 铅锡铅锡 合金合金 功能镀层功能镀层 含锡610% 镀层是很好的减摩镀层很好的减摩镀层，用于轴承表面。 含锡5060% 镀层有良好的焊接性能焊接性能，广泛用于电子器件。 锌锌 合金合金 锌镍合金锌镍合金 耐蚀性优于纯锌镀层耐蚀性优于纯锌镀层，以含镍815% 者为最佳，在钢板，车 辆和家用电器等产品上已获得广泛应用。 镍镍 合金合金 镍铁合金镍铁合金 含铁在含铁在 40% 以下以下，耐蚀耐蚀性和光亮光亮镍层相当，硬度硬度高于镍镀层， 韧性韧性比光亮镍镀层好，用于代替镀镍，以降低成本

10、。 镍钴合金镍钴合金 含钴 15% 以下的主要用于装饰，如手表零件； 含钴在30% 以上的为磁性镀层。 镀层金属镀层金属 单一金属层合金镀层复合镀层复合镀层 锌镀层 分散强化合金分散强化合金镀层 耐蚀耐蚀镀层 减摩减摩镀层 耐磨耐磨镀层 镍合金镀层 锌合金镀层 铅锡合金镀层 铜锌合金镀层 铜锡合金镀层 镉镀层 铜镀层 镍镀层 铬镀层 银镀层 锡镀层 耐磨耐磨 镀层镀层 硬度高，耐磨性能优良-镍，镍基合金，铬，钴镍，镍基合金，铬，钴 等金属等金属( (合金合金) )为基体，为基体，以氧化物，碳化物，金刚石 等的固体微粒为分散剂，在阴极工件表面共沉积。 例：例： Ni-SiC( 4%wt) 耐磨性

11、比普通镍提高70% 。 Ni-WC 硬度高3-4倍。 减摩减摩 镀层镀层 摩擦系数低，干润滑性能好摩擦系数低，干润滑性能好-镍、铜、镍、铜、金金等为基体等为基体和和石石 墨，氟化石墨，聚四氟乙烯等层状结构微粒墨，氟化石墨，聚四氟乙烯等层状结构微粒共沉积共沉积 例：例：金金-氟化石墨氟化石墨复合镀层的摩擦系数为 0.110.22，是纯金镀层的 1/81/10，用于电连接器，取代纯金镀层，降低插拔力，延长使用寿命。 耐蚀耐蚀 镀层镀层 l 封闭镍封闭镍是一个典型的例子是一个典型的例子 l 含铝粉含铝粉10 %(wt)的复合锌镀层的复合锌镀层，耐蚀性提高耐蚀性提高6.2倍倍 第三章 电镀工艺 1.

12、概述概述 1.1 镀层金属镀层金属 1.2 电解液电解液 1.3 电镀工艺条件电镀工艺条件 电 解 液 单盐电解液单盐电解液 被镀金属以简 单离子形式存 在于电解液中 络盐电解液络盐电解液 被镀金属以络 离子形式存在 于电解液中 主盐主盐有如下几种 硫酸盐，如ZnSO4溶液镀锌 氯化物，如ZnCl2溶液镀锌 氟硼酸盐，如Ni(BF4)2溶液镀镍 氨基磺酸盐，如Ni(NH2SO3)2溶液镀镍 氟硅酸盐，如PbSiF6溶液镀铅 络合剂络合剂有： 氰化物（氰化物（NaCN或或KCN），），如氰化物镀铜、 银、锌、铜锌合金、铜锡合金。 焦磷酸盐（如焦磷酸盐（如Na4P2O7），），如焦磷酸盐镀铜， 镀

13、镍。 氨（NH4Cl），如氯化铵氨三乙酸镀锌， 镀镉。 有机酸盐，如柠檬酸(Cit)盐镀镍。 氢氧根离子（NaOH），如锌酸盐镀锌。 羟基乙叉二磷酸（HEDP），如HEDP镀铜。 其它，如乙二胺四乙酸(EDTA)，三乙醇胺。 单盐电解液单盐电解液 优点优点 成分简单，成本成分简单，成本较低较低； 阴极电流效率阴极电流效率很高很高； 废水处理废水处理方便方便； 可用较大大阴极电流密度阴极电流密度。 问题和对策问题和对策 简单金属离子还原反应的交换电交换电 流密度较大，阴极极化性能比较小流密度较大，阴极极化性能比较小 (镍、铁、钴例外)，镀层结晶较粗，镀镀 液分散能力和覆盖能力也较差液分散能力和覆

14、盖能力也较差，只 适用于形状简单的工件形状简单的工件。 选择适当添加剂添加剂，使镀层结晶细 化、光亮。镀液分散能力和覆盖能 力可改善。 优点优点 阴极极化性能强，阴极极化性能强，主要表现为电 化学极化，镀层结晶细致，镀液分镀液分 散能力好，散能力好，氰化物电镀液是典型的 例子。 问题和对策问题和对策 阴极还原反应的平衡电位降低， 副反应速度比较大副反应速度比较大，电流效率低电流效率低。 络合剂带来各种问题，如氰化物 巨毒，氨造成废水处理困难废水处理困难，等。 开发的无毒无毒络合剂、新的废水处 理技术，是络盐电镀的重大课题。 络盐电解液络盐电解液 性能比较性能比较 单盐规律单盐规律： 常为酸性；

15、电流效率高（95%以上，因为单盐析出电位很高，可能比H+析出电位还高，所以单盐优先沉积）； 极化低，必须加添加剂来增大极化；酸雾；成分简单，成本低。 络盐规律络盐规律： 常为碱性；电流效率低（ 70%左右，镀铬50%不到，因为析出电位严重负移，比H+析出电位低，所以H+优先反 应；多数电流效率随ic增大而降低，但镀铬电流效率随ic增大 而增大）；极化高，不需要添加剂；碱雾；成分复 杂，处理也困难，成本高。 主盐浓度的影响主盐浓度的影响 增加主盐浓度的影响增加主盐浓度的影响 主盐浓度主盐浓度高高，极限电流密度，极限电流密度 id 增大增大，使，使阴极极化减小阴极极化减小，晶，晶 核形成速度降低，

16、核形成速度降低，镀层结晶变粗镀层结晶变粗，分散能力和覆盖能力变坏。，分散能力和覆盖能力变坏。 主盐浓度高，主盐浓度高，溶液导电性好溶液导电性好，可，可用较大阴极电流密度（用较大阴极电流密度（沉积沉积 速度增大速度增大），阴极电流效率也较大阴极电流效率也较大，提高沉积速度有利。，提高沉积速度有利。适当提适当提 高阴极电流密度和选用良好的添加剂可以增大阴极极化性能。高阴极电流密度和选用良好的添加剂可以增大阴极极化性能。 络盐电解液的阴极极化主要为电化学极化络盐电解液的阴极极化主要为电化学极化，络络 离子浓度允许变化范围较大，所以，离子浓度允许变化范围较大，所以，多数络盐的性能受主多数络盐的性能受主

17、 盐浓度的影响不显著。盐浓度的影响不显著。 单盐电解液单盐电解液 减小主盐浓度的影响减小主盐浓度的影响 阴极极化性能增强阴极极化性能增强，分散能力和覆盖能力较好，分散能力和覆盖能力较好，适用于电镀适用于电镀形状复形状复 杂工件杂工件和进行和进行预镀预镀。 电解液导电性差，使用的电解液导电性差，使用的阴极电流密度上限小阴极电流密度上限小，沉积速度低；这样，沉积速度低；这样 做对改善镀层结晶组织的效果并不十分显著。做对改善镀层结晶组织的效果并不十分显著。 络盐电解液络盐电解液 附加盐的作用附加盐的作用 l 增加溶液的导电性增加溶液的导电性 -（加入强电解质）（加入强电解质） 如：硫酸盐镀镍电解液，

18、如：硫酸盐镀镍电解液，加入加入Na2SO4 或或 MgSO4；酸性镀铜，加入；酸性镀铜，加入 H2SO4 l 提高阴极极化作用提高阴极极化作用 多数附加盐都有较小的提高阴极极化作用，镀层结晶细化。解释是：多数附加盐都有较小的提高阴极极化作用，镀层结晶细化。解释是： 金属离子（如上面的金属离子（如上面的Na+离子）的存在离子）的存在及向阴极的迁移，使及向阴极的迁移，使阴极附近放阴极附近放 电金属离子的浓度降低。电金属离子的浓度降低。 l 扩大阴极电流密度范围扩大阴极电流密度范围 如：焦磷酸盐镀铜电解液中加入的硝酸盐(起作用的是NO3-) l 促进阳极溶解促进阳极溶解 如：普通镀镍电解液如：普通镀

19、镍电解液中，加入中，加入NaCl可以可以防止镍阳极钝化防止镍阳极钝化。 l 防止金属盐水解防止金属盐水解 如：酸性镀铜电解液中加入H2SO4，防止CuSO4 水解生成Cu2O 。 l 缓冲作用缓冲作用-（加入缓冲剂）（加入缓冲剂） 如：普通镀镍电解液，氯化钾镀锌电解液中都要加入如：普通镀镍电解液，氯化钾镀锌电解液中都要加入硼酸硼酸以维持以维持pH值值 添加剂的作用添加剂的作用 光亮剂光亮剂 能使镀层光亮，如镀光亮镍电解液中的糖精，丁炔二醇糖精，丁炔二醇。 整平剂整平剂 能减小镀层微观不平，如镀镍电解液中的香豆素香豆素。 润湿剂润湿剂 能减少镀层孔隙，如镀镍电解液中的十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠

20、。 应力消减剂应力消减剂 能降低镀层内应力，如镀光亮镍电解液中的糖精糖精。 晶粒细化剂晶粒细化剂 能使镀层结晶细致，如碱性锌酸盐镀锌中的DE，DPE 添加剂。 注意：注意： 添加剂的作用有选择性添加剂的作用有选择性，同一种添加剂，在一种镀液中可能很有 效，而在另一种镀液中却可能起坏的作用。 添加剂也可能会产生不利的影响不利的影响( (夹在镀层中夹在镀层中) )。 在电镀过程中对添加剂的选择和用量要严格控制用量要严格控制 第三章 电镀工艺 1. 概述概述 1.1 镀层金属镀层金属 1.2 电解液电解液 1.3 电镀工艺条件电镀工艺条件 工艺工艺 条件条件 阴极电流密度阴极电流密度 ic (Dk)

21、 温度温度 溶液溶液pH值值 相对运动相对运动 电流波形电流波形 l ic 的上限又受极限电流密度的上限又受极限电流密度 id的限制的限制。 ic 太大太大( (接近接近 id ) )，阴极极化主要为浓差极化，镀层呈疏松的海棉状，易产生，阴极极化主要为浓差极化，镀层呈疏松的海棉状，易产生 结瘤，枝状结晶，边缘和尖端发黑。结瘤，枝状结晶，边缘和尖端发黑。 阴极电流密度阴极电流密度 ic icid icr l ic 太小太小，工件某些部位（特别是深凹处，内孔）可能镀不上。工件某些部位（特别是深凹处，内孔）可能镀不上。 而且阴极极化很小，镀层结晶粗，分散能力和覆盖能力差，镀层而且阴极极化很小，镀层结

22、晶粗，分散能力和覆盖能力差，镀层 沉积速度小。沉积速度小。 l 随着随着 ic 增大增大，阴极极化增大，镀层质量改善；而且镀层的阴极极化增大，镀层质量改善；而且镀层的 沉积速度加快，电镀时间缩短（生产率高）。沉积速度加快，电镀时间缩短（生产率高）。 镀层沉积速度镀层沉积速度 阴极极化阴极极化 ic 使用较大的ic 同时提高id 工艺工艺 条件条件 阴极电流密度 ic (Dk) 温度温度 溶液溶液pH值值 相对运动相对运动 电流波形电流波形 温温 度度 升高温度的升高温度的不利影响不利影响 阴极极化性能减弱阴极极化性能减弱。因为升度使 id 增大，浓差极化减浓差极化减 小小；电极反应变得容易，电

23、化学极化减小电极反应变得容易，电化学极化减小。所以，电解 液分散能力变差，镀层质量降低。 电解液不稳定电解液不稳定，包括某些盐的分解（如焦磷酸盐，氯 化铵），氰化物与二氧化碳反应速度加快等。 可能导致有机添加剂作用降低有机添加剂作用降低，甚至失效。 升高温度的升高温度的有利影响有利影响 盐类溶解度增大，导电性增加导电性增加，改善分散能力；沉积速度增大沉积速度增大 促进阳极溶解促进阳极溶解，防止阳极钝化； 减少减少镀层渗氢量渗氢量。 减少减少镀层针孔针孔，降低镀层内应力内应力。 解决温度升高对阴极极化性能不利影响的对策解决温度升高对阴极极化性能不利影响的对策 -提高阴极电流密度提高阴极电流密度。

24、因为因为升高温度可以增大 id ，就可以就可以 使用更大的阴极电流密度使用更大的阴极电流密度，从而增大阴极极化。 工艺工艺 条件条件 阴极电流密度 ic (Dk) 温度 溶液溶液pH值值 相对运动相对运动 电流波形电流波形 pH 值值 对弱酸性和弱碱性电解液弱酸性和弱碱性电解液，在电镀工艺参数中 规定pH值范围，控制酸性（或碱性）强弱控制酸性（或碱性）强弱。 l pH值低值低，溶液的导电性好溶液的导电性好，镀层中不镀层中不 易形成金属的氢氧化物或碱式盐易形成金属的氢氧化物或碱式盐，提高阴提高阴 极电流密度上限极电流密度上限，同时还有利于阳极溶解同时还有利于阳极溶解。 l pH值太低值太低，氢离

25、子容易在阴极上放电，氢离子容易在阴极上放电， 阴极电流效率降低阴极电流效率降低，甚至可能在镀件低凹，甚至可能在镀件低凹 处得不到镀层。处得不到镀层。 弱酸性镀液弱酸性镀液 pH值较低，值较低，(弱碱性镀液一般都是络弱碱性镀液一般都是络 盐电解液盐电解液)络离子稳定性较差，镀液分散络离子稳定性较差，镀液分散 能力能力不好不好，但往往可提高阴极电流密度， 加快沉积速度。 弱碱性镀液弱碱性镀液 工艺工艺 条件条件 阴极电流密度 ic (Dk) 温度 溶液pH值 相对运动相对运动 电流波形电流波形 相对运动相对运动 相对运动的作用相对运动的作用 l 使阴极表面扩散层变薄，极限电流密度增大使阴极表面扩散

26、层变薄，极限电流密度增大。 虽然阴极极化有所减小，但阴极电流密度的上限提高。采用较大的虽然阴极极化有所减小，但阴极电流密度的上限提高。采用较大的 ic 不仅可得到较大的沉积速度，而且也可弥补对阴极极化的不利影响。不仅可得到较大的沉积速度，而且也可弥补对阴极极化的不利影响。 l 减少阴极附近溶液因减少阴极附近溶液因pHpH值升高而引起的不良后果值升高而引起的不良后果 （如金属氢氧化物生成对镀层的危害） l 相对运动还可提高光亮剂的效果相对运动还可提高光亮剂的效果 （如光亮硫酸盐镀铜和光亮镀镍，可提高镀液的整平性能） - - 指阴极和电解液之间的相对运动指阴极和电解液之间的相对运动 相对运动的方式

27、相对运动的方式 l 阴极移动阴极移动。可以水平移动水平移动，也可以垂直移动，以前者常用。 l 通入压缩空气搅拌通入压缩空气搅拌。 压缩空气搅拌比较剧烈，能使沉于槽底的固体微粒浮起分散到 镀液中，一般还都需备有连续过滤装置一般还都需备有连续过滤装置。 l 电解液循环流动电解液循环流动 工艺工艺 条件条件 阴极电流密度 ic (Dk) 温度 溶液pH值 相对运动相对运动 电流波形电流波形 l 直流直流 单相半波单相半波，单相全波，三相半波， 三相全波，恒稳直流恒稳直流。 电流波形对镀层的结晶组电流波形对镀层的结晶组 织、光亮度、镀液分散能力、织、光亮度、镀液分散能力、 覆盖能力、合金镀层成分、添覆

28、盖能力、合金镀层成分、添 加剂消耗等方面均有影响。加剂消耗等方面均有影响。 l 脉冲电流脉冲电流。常用方波脉冲方波脉冲 l 周期换向电流周期换向电流。周期地改变直流电 流的方向。一个周期包括阴极电流阴极电流 ( (电镀电镀) )时间,加阳极电流阳极电流( (退镀退镀) )时间。 l 交直流迭加电流交直流迭加电流 t ic 方波脉冲电流方波脉冲电流 t ic ia 周期换向电流周期换向电流 t ic 交直流迭加电流交直流迭加电流 有的电镀需要有的电镀需要恒稳直流恒稳直流( (如镀铬如镀铬) )，有，有 的电镀要的电镀要脉动率较大的单相半波或单脉动率较大的单相半波或单 相全波电源相全波电源( (如

29、焦磷酸盐镀铜如焦磷酸盐镀铜) )。 电流波形电流波形 第三章 电镀工艺 2. 常用电镀工艺简介常用电镀工艺简介（4学时） 2.1 镀锌镀锌 2.2 镀铜 2.3 镀镍 2.4 镀银 2.5 镀铬 2.6 镀铜锡合金 2.7 镀铜锌合金 2.8 镀铅锡合金 镀锌镀锌 单盐电解液单盐电解液 酸性硫酸锌镀锌 氯化钾镀锌氯化钾镀锌 络盐电解液络盐电解液 氰化物镀锌 氯化铵氯化铵- -氨三乙酸镀锌 氨三乙酸镀锌 碱性锌酸盐镀锌碱性锌酸盐镀锌 问题：单盐电解液与络盐电解液各有什么特点？问题：单盐电解液与络盐电解液各有什么特点？ 镀层处理镀层处理 锌酸盐镀锌锌酸盐镀锌 本表说明什么问题？本表说明什么问题？

30、工艺说明工艺说明 NaOH 还能够起活化阳极还能够起活化阳极和和增加溶液导电性增加溶液导电性的作用的作用。过量的过量的NaOH是稳是稳 定镀液的必要条件，定镀液的必要条件，pHNH, -H 等基团。等基团。 SO3HSO3H 苯二磺酸苯二磺酸 SO2NH2 CH3 甲苯磺酰胺甲苯磺酰胺 邻磺酰苯酰亚胺邻磺酰苯酰亚胺( (糖精糖精) ) SO2 CO NH 苯亚磺酸钠苯亚磺酸钠 SO2H 次级光亮剂次级光亮剂（第二类光亮剂）（第二类光亮剂） 次级光亮剂作用：（次级光亮剂作用：（1）虽具有一定的光亮作用，但单独使用时，只能得到只能得到 半光亮镀层半光亮镀层，而且使镀层产生拉应力使镀层产生拉应力，增

31、加镀层脆性。只有与初级光只有与初级光 亮剂配合使用，才能获得具有镜面光泽且韧性好的全光亮镍镀亮剂配合使用，才能获得具有镜面光泽且韧性好的全光亮镍镀 层层。 （2）还有整平作用还有整平作用。丁炔二醇与香豆素的整平作用都很好，丁炔二 醇的优点是不会对镀层产生不利影响。 分子中含有不饱和基团分子中含有不饱和基团，如，如C =O,C =C -C =O,C C, C =N,常用的有： HC O H 甲醛甲醛 H C CH CO O 香豆素香豆素 OHOH CH2CCCH2 丁炔二醇丁炔二醇 N Cl CH2CH2CH N-1,2二氯烯丙基氯化吡啶二氯烯丙基氯化吡啶 N Br CH2CH2CH N-烯丙溴

32、化喹啉烯丙溴化喹啉 在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺 暗暗 镍镍 双层镍双层镍 半光亮镍半光亮镍 加入加入次级光亮剂次级光亮剂 光亮镍光亮镍 加入加入次级光亮剂和次级光亮剂和 初级光亮剂初级光亮剂( (含硫含硫) ) 高硫镍高硫镍 使用含硫量使用含硫量 更高的初级更高的初级 光亮剂光亮剂 镍封闭镍封闭 ( (复合镍复合镍) ) 加入固体微粒加入固体微粒, , 属复合电镀属复合电镀 三层镍三层镍 三层镍三层镍 双层镍双层镍由半光亮镍层半光亮镍层 光亮镍层组成光亮镍层组成，光亮镍层外再套装饰铬外再套装饰铬 （厚度0.25m左右）。总厚度一般为 2040m 。

33、 Q Q：双层镍镀层对钢铁基体的双层镍镀层对钢铁基体的保护作用保护作用比单层镍大比单层镍大 得多，为什么？得多，为什么？ 镀半光亮镍半光亮镍的电解液-在普通镀镍电解液的基础上加入次级光亮 剂。由于次级光亮剂不含硫，故故半光亮镍层的含硫量接近普通镍（暗镍）半光亮镍层的含硫量接近普通镍（暗镍） 层层(含硫小于0.005%）。并且半光亮镍层厚度比光亮镍层大。 镀光亮镍光亮镍的电解液中-既含初级光亮剂(含硫)又含有次级光亮剂。 所以光亮镍镀层含硫量比较高光亮镍镀层含硫量比较高（含硫量一般大0.03%）。 在双层镍中，含硫量较高的光亮镍层的电位比含硫量低的含硫量较高的光亮镍层的电位比含硫量低的 半光亮镍

34、层的电位负半光亮镍层的电位负，因此在潮湿的使用环境中组成腐蚀电池时。 外层的光亮镍层作为腐蚀电池的阳极，能对下层的半光亮镍外层的光亮镍层作为腐蚀电池的阳极，能对下层的半光亮镍 层起阴极保护作用，使腐蚀由纵向深入变为横向发展层起阴极保护作用，使腐蚀由纵向深入变为横向发展。 所以，双层镍层的耐蚀性能比 同厚度的单层镍层大为提高。实 验表明，在双层镍中，半光亮镍 层的厚度为镀层总厚度的 60 % 左 右时耐蚀性最好。半光亮镍层和 光亮镍层的电位差应在100毫伏以 上。阴极保护作用效果最好。 光亮镍光亮镍 ( (阳极阳极) ) 半光亮镍半光亮镍 ( (阴极阴极) ) 在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工

35、艺在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺 暗暗 镍镍 双层镍双层镍 半光亮镍半光亮镍 加入加入次级光亮剂次级光亮剂 光亮镍光亮镍 加入加入次级光亮剂和次级光亮剂和 初级光亮剂初级光亮剂( (含硫含硫) ) 高硫镍高硫镍 使用含硫量使用含硫量 更高的初级更高的初级 光亮剂光亮剂 镍封闭镍封闭 ( (复合镍复合镍) ) 加入固体微粒加入固体微粒, , 属复合电镀属复合电镀 三层镍三层镍 三层镍三层镍 l 半光亮镍半光亮镍高硫镍（冲击镍）高硫镍（冲击镍）光亮镍光亮镍。 镀高硫镍的电解液与镀光亮镍的电解液相同，镀高硫镍的电解液与镀光亮镍的电解液相同，只是所用初只是所用初 级光亮剂能提供更高的镀层含硫量（

36、如苯亚磺酸钠）级光亮剂能提供更高的镀层含硫量（如苯亚磺酸钠） 用高阴极电流密度短时间电镀（用高阴极电流密度短时间电镀（23min，又称，又称冲击镍冲击镍），），得得 到一层含硫量更高到一层含硫量更高(0.10.2%)的薄镀层的薄镀层( (总厚度的10%) 由于高硫镍层含硫量更高，其电位更负，与半光亮由于高硫镍层含硫量更高，其电位更负，与半光亮 镍层之间的电位差比双层镍更大，更易形成层间腐蚀，镍层之间的电位差比双层镍更大，更易形成层间腐蚀， 延缓腐蚀纵向发展的速度。延缓腐蚀纵向发展的速度。所以半光亮镍高硫镍光亮镍 的组合比双层镍耐蚀性更好。 三层镍三层镍 在镀暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺在镀

37、暗镍的基础上，发展了多种镀镍工艺 暗暗 镍镍 双层镍双层镍 半光亮镍半光亮镍 加入加入次级光亮剂次级光亮剂 光亮镍光亮镍 加入加入次级光亮剂和次级光亮剂和 初级光亮剂初级光亮剂( (含硫含硫) ) 高硫镍高硫镍 使用含硫量使用含硫量 更高的初级更高的初级 光亮剂光亮剂 镍封闭镍封闭 ( (复合镍复合镍) ) 加入固体微粒加入固体微粒, , 属复合电镀属复合电镀 三层镍三层镍 三层镍三层镍 半光亮镍半光亮镍光亮镍光亮镍复合镀镍（镍封闭）复合镀镍（镍封闭） 复合镀镍电解液是以镀光亮液电解液为基础，加入固体微粒（如二氧化 硅，氧化铝，硫酸钡等，直径小于0.5 微米）。 通电后，固体微粒与镍在阴极工件

38、表面同时沉积。镀层中微粒含 量为 23%，镍封闭能减少镀层的孔隙率。（复合电镀见第三节） 在镍封闭镀层上套铬（0.25微米左右），则可获得微孔铬（因为非金属 微粒不导电）。当微孔密度达到 2000040000个/平方厘米，镀层耐蚀性显 著提高。这是因为微孔铬层表面形成腐蚀电池时，镍为阳极，众多的微孔 分散了阳极腐蚀电流。一般要求微孔密度为 5000060000个/平方厘米。 配方与操作条件指 标 硫酸镍(NiSO47H2O) g/L350380 氯化钠 g/L1218 硼酸 g/L4045 糖精 g/L2.53 1,4 丁炔二醇 g/L0.40.5 聚乙二醇 g/L0.150.2 二氧化硅(0

39、.5m) g/L5070 pH 4.24.6 温度 C5560 阴极电流密度 A/dm234 搅拌压缩空气 电镀时间 min35 镍封闭的一种工艺镍封闭的一种工艺 镍封闭需使用特 殊的镀槽，槽底 能收集沉降下的 微粒，再用压缩 空气吹起。 零件入镍封槽前， 先开动压缩空气 将镀液搅拌均匀。 零件在挂具上要 安装牢固，以免 脱落 第三章 电镀工艺 2. 常用电镀工艺简介 2.1 镀锌 2.2 镀铜 2.3 镀镍 2.4 镀银镀银 2.5 镀铬 2.6 镀铜锡合金 2.7 镀铜锌合金 2.8 镀铅锡合金 银离子发生还原反应的银离子发生还原反应的交换电流密度比较大交换电流密度比较大，阴极极化性，阴极

40、极化性 能弱，因此能弱，因此镀银都采用络合物电解液镀银都采用络合物电解液。所使用的络合物又以氰氰 化物为主化物为主，从氰化物电解液中可以获得结晶细致的镀层。 镀银镀银 络盐电解液络盐电解液 非氰化物镀液 氰化物镀液氰化物镀液 镀前表面准备 镀后处理 光亮镀银光亮镀银 在电解液中加入光亮剂可以获得光亮镀层。 丁炔二醇和巯基苯并噻唑是光亮剂。其他光亮剂还有：二硫化碳，二硫化 碳衍生物，无机硫化物（如硫代硫酸盐），有机硫化物（如硫醇），锑， 硒，碲的化合物。 快速镀银快速镀银 主盐和络合剂含量高，可以使用较大的主盐和络合剂含量高，可以使用较大的ic，提高沉积速度提高沉积速度。碳酸钾和硝 酸钾是附加盐

41、，提高镀液导电性，改善分散能力。 普通氰化物镀银普通氰化物镀银 电解液以氰化银或氯化银为主盐，氰化钾为络合剂（氰化钾比氰化钠导 电性好）。Ag+ 和 CN- 主要形成Ag(CN)2- 络离子。 阴极反应为： Ag(CN)2- + e = Ag + 2CN- 保持电解液含一定量的游离氰化钾，可以使Ag(CN)2- 稳定，而且有利于 提高阴极极化性能，使镀层结晶均匀细致，改善分散能力和覆盖能力。 银离子发生还原反应的银离子发生还原反应的交换电流密度比较大交换电流密度比较大，阴极极化性，阴极极化性 能弱，因此能弱，因此镀银都采用络合物电解液镀银都采用络合物电解液。所使用的络合物又以氰氰 化物为主化物

42、为主，从氰化物电解液中可以获得结晶细致的镀层。 镀银镀银 络盐电解液络盐电解液 非氰化物镀液非氰化物镀液 氰化物镀液 镀前表面准备 镀后处理 试验中提出的 非氰化物络合物有无机化合物，非氰化物络合物有无机化合物，如硫代硫酸盐，如硫代硫酸盐， 亚硫酸盐，硫氰酸盐；亚硫酸盐，硫氰酸盐；有机化合物有机化合物如磺基水扬酸，咪唑等。如磺基水扬酸，咪唑等。 还有使用低氰含量的亚铁氰化钾。但它们在镀液稳定性，电 解液性能和镀层质量方面都还存在一些问题。 硫代硫酸铵镀银硫代硫酸铵镀银工艺工艺 近年来，硫代硫酸铵 镀银工艺取得了进展， 原因是高效添加剂 SL-80的开发，使镀 液和镀层性能得到较 大改善。 银离

43、子发生还原反应的银离子发生还原反应的交换电流密度比较大交换电流密度比较大，阴极极化性，阴极极化性 能弱，因此能弱，因此镀银都采用络合物电解液镀银都采用络合物电解液。所使用的络合物又以氰氰 化物为主化物为主，从氰化物电解液中可以获得结晶细致的镀层。 镀银镀银 络盐电解液络盐电解液 非氰化物镀液非氰化物镀液 氰化物镀液 镀前表面准备镀前表面准备 镀后处理 镀银的工件一般为铜或铜合金（钢铁工件镀银前需先镀）镀银的工件一般为铜或铜合金（钢铁工件镀银前需先镀） 由于银是正电性较强的贵金属。Ag/Ag+ 的标准电位比 Cu/Cu2+ 及 Cu/Cu+ 的 标准电位正得多。因此铜件和电解液一经接触，铜就会与

44、银发生置换反应， 在铜件表面生成一层疏松的置换银层置换银层，在其上得到的镀层结合力很差在其上得到的镀层结合力很差。 为了避免置换反应，得到结合力良好的镀层，工件在镀银前必须进行预 (或预镀)处理。 镀件的表面准备镀件的表面准备 (1) 汞齐化汞齐化 在含汞盐（如氧化汞）和络合剂（如氰化钾）的溶液中浸浸310秒秒， 工件表面很快生成一层铜汞合金铜汞合金。这层合金很均匀，有银白色光泽银白色光泽，与基 体结合好。铜汞齐的电位比银更正，就不会发生置换反应了铜汞齐的电位比银更正，就不会发生置换反应了。 但汞剧毒，污染环境但汞剧毒，污染环境。另外汞齐化溶液对铜有腐蚀作用，而且可能恶 化铜零件的弹性及其他机

45、械性能，故不能用于精密零部件。 预处理方法预处理方法 这个问题与镀铜镀铜 有何异同？ (2) 预镀银预镀银 使用高浓度络合剂，低浓度银盐低浓度银盐的电解液（分散能力和覆盖能力好，阴 极极化性能强），操作时带电入槽带电入槽，使铜件（或已预镀铜的工件）表面在很 短时间（短时间（510秒）秒）内生成一层致密的结合力良好的薄银层。 由于这种方法不会污染镀银电解液，预镀层质量稳定，应用比较广泛。但 需要另一套电源设备。 (3) 浸银浸银 在特定的溶液中浸很短时间在特定的溶液中浸很短时间，使工件表面生成一层极薄的置换银层，也 能使镀银层与基体结合良好。使用的浸银工艺有如下两种。 工艺工艺 A 工艺工艺 B

46、 硝酸银 1520 g/L 金属银 硫脲 200220 g/L （以Ag2SO3 形式加入） 0.50.6 g/L pH 4 亚硫酸钠 100200 g/L 温度 1530 温度 15 30 时间 12 min 时间 310 sec 浸银是新工艺，还需在实践中不断完善浸银是新工艺，还需在实践中不断完善。 银离子发生还原反应的银离子发生还原反应的交换电流密度比较大交换电流密度比较大，阴极极化性，阴极极化性 能弱，因此能弱，因此镀银都采用络合物电解液镀银都采用络合物电解液。所使用的络合物又以氰氰 化物为主化物为主，从氰化物电解液中可以获得结晶细致的镀层。 镀银镀银 络盐电解液络盐电解液 非氰化物镀

47、液非氰化物镀液 氰化物镀液 镀前表面准备镀前表面准备 镀后处理镀后处理 (1) 钝化处理钝化处理 l 浸亮浸亮 浸亮包括成膜，除膜，浸酸三道工序成膜，除膜，浸酸三道工序。将镀银工件浸入含铬酐和氯化钠铬酐和氯化钠 的溶液中的溶液中，使表面生成一层疏松的黄膜。清洗后浸入浓氨水中将黄膜溶去浓氨水中将黄膜溶去， 得到细致而有光泽的表面。清洗后再在稀盐酸或稀硫酸中进行出光稀盐酸或稀硫酸中进行出光，使表面 更加光亮。 l 钝化钝化 浸亮后进行化学钝化浸亮后进行化学钝化。下面是钝化的一种工艺 重铬酸钾 1015 g/L 硝酸 1015 ml/L 室温 浸1030 sec 钝化处理后银镀层表面生成一层由 Cr

48、2(CrO4)3, Ag2CrO4, Ag2Cr2O7 组成的钝 化膜。由于膜较薄，单独使用时抗变色能力较差。 银镀层易与大气中的硫化物硫化物 ( (H2S, SO2) )反应，生成硫化银，使表 面呈黄色，褐色，甚至黑色黄色，褐色，甚至黑色，严重影响外观，而且钎焊性能和电 性能亦降低。防止银镀层变色的方法有防止银镀层变色的方法有 镀后处理镀后处理 浸亮后也可进行电化学钝化浸亮后也可进行电化学钝化。溶液有多种配方。比如：重铬酸 钾 + 氢氧化铝溶液。工件作为阴极，通入0.10.5 A/dm2 的电流。由于电 化学钝化膜比较致密，抗变色能力优于化学钝化膜。如果化学钝化后再进 行电化学钝化，可以使膜

49、的抗变色性能更好。 (2) 表面保护层表面保护层 银镀层上再镀贵金属金，钯，铑或者银金合金银镀层上再镀贵金属金，钯，铑或者银金合金。由于成本高而很少 使用。仅用于要求高可靠性，稳定性，耐磨性的精密零件。 浸有机保护膜浸有机保护膜 在银镀层上覆盖一层薄而透明的有机膜在银镀层上覆盖一层薄而透明的有机膜，将镀层与空气隔离开。配方 有多种，其一是： 聚苯乙烯 30 % 环氧树脂 25 % 松香 25 % 合成地腊 20 % 配制成树脂，溶于二甲苯中。将镀银工件在其中浸几秒钟，干燥后即可获 得有机保护膜。 第三章 电镀工艺 2. 常用电镀工艺简介 2.1 镀锌 2.2 镀铜 2.3 镀镍 2.4 镀银

50、2.5 镀铬镀铬 2.6 镀铜锡合金 2.7 镀铜锌合金 2.8 镀铅锡合金 镀铬镀铬 铬酐溶液镀铬铬酐溶液镀铬低浓度铬低浓度铬 酐酐溶液镀 铬 三价铬三价铬溶 液镀铬 镀硬铬硬铬 镀乳白铬乳白铬 镀防护防护- - 装饰铬 装饰铬 镀微裂纹铬 和微孔铬微孔铬 镀松孔铬松孔铬 镀黑铬黑铬 铬酐溶液镀铬铬酐溶液镀铬工艺的特点工艺的特点 铬酐铬酐溶于水生成铬酸溶于水生成铬酸 H2CrO4，重铬酸，重铬酸 H2Cr2O7，它们离解后形它们离解后形 成酸根离子成酸根离子 Cr2O72- ,HCrO4-, CrO42- （铬为（铬为6价）。价）。 几种酸根离子的关系几种酸根离子的关系： pH 6 时时,

51、CrO42- 为主要的酸根离子。 由此可知，当由此可知，当pH值减小，溶液中值减小，溶液中Cr2O72-离子浓度增大；反之，则离子浓度增大；反之，则 溶液中溶液中 CrO42-(HCrO4-)离子浓度增大离子浓度增大。 1 “标准镀铬电解液标准镀铬电解液”的配方为： 铬酐铬酐 (CrO3) 250 g/L 硫酸硫酸 (H2SO4) 2.5 g/L 2 镀铬的阴极过程阴极过程 非常复杂非常复杂。右图是 铁在铬酐溶液中的 阴极极化曲线。 （1）在溶液中无无 H2SO4 时时，阴极上 只有析氢反应，不 可能沉积出铬。 （2）在加在加有有 H2SO4 的溶液中，的溶液中， 曲线可分为几段，曲线可分为几

52、段， 各电位区段的阴极各电位区段的阴极 反应是不同的反应是不同的。 - a b c ic -Ec Cr2O72- + 14H+ +6e = 2Cr3+ +7H2O 电位低于电位低于a点点 2H+ + 2e = H2 电位低于电位低于b点点 CrO42- + 8H+ + 6e = Cr + 4H2O电位低于电位低于c点点 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1.0 问题问题（1）为什么不加硫酸的溶液没有铬沉积，加了硫酸才能使铬析出？为什么不加硫酸的溶液没有铬沉积，加了硫酸才能使铬析出？ （2）为什么镀铬的阴极极化曲线有一段电流随电位负移而减小的区段？）为什么镀铬的阴极极化曲线有一段电流随电

53、位负移而减小的区段？ 铬是如何沉积的？铬是如何沉积的？ 在电位低于在电位低于b点以后点以后，阴极电流密度 ic 随电位负移而减小。其原因是， 随着析氢反应和Cr2O72- 还原为Cr3+ 的反应进行，阴极表面附近溶液的阴极表面附近溶液的pH 值升高值升高。 一方面，一方面，促进促进Cr2O72- 转变为转变为CrO42-(HCrO4-)，使阴极表面附近的 CrO42- (HCrO4-)浓度增大，为CrO42-(HCrO4-) 还原为Cr 创造了条件。 另一方面另一方面，当pH 3，达到了Cr(OH)3 的溶度积，便会生成Cr(OH)3 ， 并与六价铬离子一起组成碱式铬酸铬胶体碱式铬酸铬胶体沉淀

54、。 阴极表面上形成的胶体膜阻碍了电极反应的进行阴极表面上形成的胶体膜阻碍了电极反应的进行，使阴极极化显著使阴极极化显著 增大增大。但是，如果没有 SO42- ，仍然不会析出铬。SO42- 的作用在于吸的作用在于吸 附在阴极粘膜上，与膜发生反应，使胶体膜局部溶解，在露附在阴极粘膜上，与膜发生反应，使胶体膜局部溶解，在露 出的阴极表面上电流密度很大，电位很负，达到了铬的析出出的阴极表面上电流密度很大，电位很负，达到了铬的析出 电位，因而电位，因而CrO42- 发生还原反应形成铬镀层。发生还原反应形成铬镀层。 所以，SO42- 常称为镀铬溶液的催化剂常称为镀铬溶液的催化剂（还有氟硅酸，氟硼酸，氟氟硅

55、酸，氟硼酸，氟 离子离子）。 阴极阴极胶体膜胶体膜理论理论 有人测量了在在c 点以后的电位区间，铬析出反应消耗的点以后的电位区间，铬析出反应消耗的 电流只占很小的比例，电流只占很小的比例，消耗电流的一半以上用于析氢消耗电流的一半以上用于析氢。这 就是阴极电流效率很低阴极电流效率很低的原因。 Q: 如何测量三个阴极反应各消耗的电流？如何测量三个阴极反应各消耗的电流？ 在电位低于在电位低于c 点电位以后，阴极反应包括：点电位以后，阴极反应包括： 铬的析出反应铬的析出反应 CrO42- + 8H+ + 6e = Cr + 4H2O Cr2O72- 还原为还原为 Cr3+ 的反应和析氢反应的反应和析氢

56、反应 Cr2O72- + 14H+ +6e = 2Cr3+ +7H2O 析氢反应析氢反应 2H+ + 2e = H2 铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点 3 阳极阳极不用可溶性阳极，而用不溶性的铅锑合金不用可溶性阳极，而用不溶性的铅锑合金 原因原因： 如果用可溶性的铬阳极，如果用可溶性的铬阳极，铬阳极溶解产生的是 Cr3+，而阴极反应是六 价铬离子的还原。阳极电流效率很高阳极电流效率很高，接近100%，而阴极电流效率很低，而阴极电流效率很低， 只有 816%，电解液中将积累大量铬离子，使镀液不稳定积累大量铬离子，使镀液不稳定。 金属铬很脆金属铬很脆，不易机械加工成阳极。 不溶性阳极不

57、溶性阳极 含锑68% 的铅锑合金铅锑合金为阳极。开始通电瞬间，生成二氧化铅膜保护 阳极不发生腐蚀(不溶性阳极) ： Pb + 2H2O = PbO2 + 4H+ + 4e 阳极反应为：阳极反应为： 2Cr3+ + 7H2O = Cr2O72- + 14H+ + 6e 2H2O = O2 + 4H+ + 4e Cr3+ 氧化为 Cr2O72- 的反应消耗了阴极反应生成的 Cr3+。控制阳极控制阳极/阴极阴极 面积比，可以使面积比，可以使 Cr3+ 含量保持在适当水平含量保持在适当水平。 铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点 4 阴极电流密度高，槽电压高，能耗高阴极电流密度高，槽电压高，能

58、耗高 l 镀铬需要阴极电位很负镀铬需要阴极电位很负 阴极电流密度很大阴极电流密度很大(10 20A/dm2， 是其他单金属电镀的几倍或几十倍) l 产生产生大量析氢和析氧大量析氢和析氧 电解液中有大量气泡，电导下降，电解液中有大量气泡，电导下降， 欧姆电压降很大，欧姆电压降很大，槽电压高槽电压高，要12伏伏（其他镀种要6 伏） l “电化当量小电化当量小(A/nF，n = 6) + 阴极电流效率低阴极电流效率低” 能耗很高能耗很高 铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点 5 镀铬电解液镀铬电解液分散能力分散能力很差很差 铬酐镀铬电解液为什么分散能力差？铬酐镀铬电解液为什么分散能力差？ l

59、 由于阴极和阳极都析出大量气泡，使欧姆电阻大欧姆电阻大大增加 l 在析出铬这段电位区间，阴极极化性能很小阴极极化性能很小 l 阴极电流效率随阴极电流密度增大而增大阴极电流效率随阴极电流密度增大而增大 这些造成镀铬电解液的分散能力很差。所以挂具的设计所以挂具的设计 非常重要非常重要: 对于形状复杂的工件，还要采用象形阳极，防护 阴极，辅助阳极等调节几何因素的措施。 影响分散能力的因素有哪些？影响分散能力的因素有哪些？ 这说明铬的沉积反应与副反应相比这说明铬的沉积反应与副反应相比 极化性能是较强还是较弱极化性能是较强还是较弱 ? 铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点 6 阴极电流密度和电解

60、液温度对阴极阴极电流密度和电解液温度对阴极 电流效率的影响电流效率的影响 实验表明：实验表明： 在一定温度下在一定温度下， 阴极电流效率随阴极电阴极电流效率随阴极电 流密度增大而增大流密度增大而增大； ic c 在一定阴极电流密度在一定阴极电流密度 下，下，阴极电流效率随电阴极电流效率随电 解液温度升高而下降解液温度升高而下降。 T c c 50 (%) 40 30 20 10 5 10 50 100 ic (A/dm2) 阴阴极极电电流流效效率率与与阴阴极极 密密度度和和温温度度的的关关系系 15C 25C 45C 60C 75C 80C 铬酐溶液镀铬工艺的特点铬酐溶液镀铬工艺的特点 6 阴