材料改性技术 第4章

1、第第 4 章章 电镀与化学镀电镀与化学镀金属电沉积的步骤。金属电沉积的步骤。电流效率的涵义及求法。电流效率的涵义及求法。影响电流与金属在阴极分布情况的主要因素。影响电流与金属在阴极分布情况的主要因素。化学镀的原理、特点及应用。化学镀的原理、特点及应用。本章重点本章重点电镀装置电镀装置阳极：阳极：欲镀金属材料欲镀金属材料阴极：阴极：被镀物被镀物电镀液：电镀液：含欲镀金属离子的溶液含欲镀金属离子的溶液4.1 电镀技术简介电镀技术简介 定义：定义：通过电化学方法通过电化学方法在固体表面沉积平滑致在固体表面沉积平滑致密的金属或合金覆盖层密的金属或合金覆盖层的过程。的过程。电镀技术的用途电镀技术的用途

2、增强耐蚀、耐磨性增强耐蚀、耐磨性镀锌钢板镀锌钢板镀镍轴承镀镍轴承 改善外观质量改善外观质量装饰性镀层装饰性镀层 赋予功能特性赋予功能特性印刷电路板镀铜印刷电路板镀铜/镀金镀金磁盘镀铁镍合金磁盘镀铁镍合金 材料的可控制备材料的可控制备天津大学姚素薇教授课题组研制的纳米金属多层膜天津大学姚素薇教授课题组研制的纳米金属多层膜镀层的分类镀层的分类 按用途按用途耐磨与减摩镀层耐磨与减摩镀层热加工用镀层热加工用镀层导电性镀层导电性镀层磁性镀层磁性镀层抗高温氧化镀层抗高温氧化镀层修复性镀层修复性镀层 按涂层按涂层/基体电化学关系基体电化学关系阳极镀层阳极镀层阴极镀层阴极镀层阳极镀层阳极镀层 特征：特征：当镀

3、层与基体金属形成腐蚀电池时，镀层因电位当镀层与基体金属形成腐蚀电池时，镀层因电位比基体金属更负，首先受到腐蚀溶解。比基体金属更负，首先受到腐蚀溶解。 作用：作用：对基体机械保护和电化学保护。对基体机械保护和电化学保护。例如，铁上镀锌：例如，铁上镀锌：(Zn2+ / Zn)=-0.76 V (Fe2+ / Fe)=-0.44 V 形成腐蚀电池，形成腐蚀电池，Zn为阳极，为阳极，Fe为阴极。为阴极。阴极镀层阴极镀层 特点：特点：当镀层与基体金属形成腐蚀电池时，镀层因电位当镀层与基体金属形成腐蚀电池时，镀层因电位比基体更正，基体金属首先受到腐蚀溶解。比基体更正，基体金属首先受到腐蚀溶解。 作用：作用

4、：对基体机械保护，无电化学保护。对基体机械保护，无电化学保护。例如，铁上镀锡：例如，铁上镀锡：(Sn2+ / Sn)=-0.14 V (Fe2+ / Fe)=-0.44 V 形成腐蚀电池，形成腐蚀电池，Sn为阴极，为阴极，Fe为阳极。为阳极。必须指出，必须指出，金属离子的还原电位是随着介质而发生变化的。金属离子的还原电位是随着介质而发生变化的。例如：例如：在在70热水中热水中 ，Zn-Fe，阴极阴极镀层。镀层。在有机酸中，在有机酸中， Sn-Fe，阳极阳极镀层。镀层。镀层是否对基体具有保护作用，受使用环境的影响较大，如镀层是否对基体具有保护作用，受使用环境的影响较大，如果镀层在环境介质中不稳定

5、，则不能对金属起到应有的保护果镀层在环境介质中不稳定，则不能对金属起到应有的保护作用。作用。电镀液分类电镀液分类电镀液的组成电镀液的组成 主盐：主盐：提供镀层金属离子。提供镀层金属离子。 络合剂：络合剂：有利于镀层结晶细化。有利于镀层结晶细化。 附加盐：附加盐：提高电镀液导电性。提高电镀液导电性。 缓冲剂：缓冲剂：稳定溶液酸碱度。稳定溶液酸碱度。 阳极活化剂：阳极活化剂：提高阳极开始钝化的电流密度。提高阳极开始钝化的电流密度。 添加剂：添加剂：能显著改善镀层性能。能显著改善镀层性能。4.2 电化学基础知识电化学基础知识 电化学反应电化学反应阴极：阴极：Mz+ + ze M阳极：阳极：M ze

6、Mz+ 法拉第定律法拉第定律第一定律：第一定律：m=kIt 定性定性第二定律：第二定律： 1 F = 96500 Cmol-1 nM=Q/(zF) 定量定量电流效率电流效率 电镀时，阴极上实际析出的物质质量总小于根据法拉第电镀时，阴极上实际析出的物质质量总小于根据法拉第定律得到的计算结果。定律得到的计算结果。 原因：原因：极化、其它电极反应。极化、其它电极反应。 例如镀镍，主反应：例如镀镍，主反应：Ni2+ + 2e Ni 副反应：副反应：2H+ + 2e H2 电流效率：电流效率：=(m / m ) 100 %电极电极/溶液界面溶液界面 电极过程电极过程 阳极过程、阴极过程、电解质相中的传质

7、过程阳极过程、阴极过程、电解质相中的传质过程串联进行，转移相同的电量串联进行，转移相同的电量电极过程的电极过程的研究重点研究重点是电极表面进行的是电极表面进行的电化学过程电化学过程，和，和电极表面附近薄层电解质中的电极表面附近薄层电解质中的传质过程及化学过程传质过程及化学过程。电极电极电子导体电子导体电解液电解液离子导体离子导体电极反应的特殊性电极反应的特殊性 氧化还原反应分区进行氧化还原反应分区进行 氧化、还原反应分别在阳极和阴极进行，反应涉及的电子氧化、还原反应分别在阳极和阴极进行，反应涉及的电子通过电极和外电路传递。通过电极和外电路传递。 界面电场对电极反应的活化作用界面电场对电极反应的

8、活化作用 在一定范围内通过改变电极电势，可以随意改变电极反应在一定范围内通过改变电极电势，可以随意改变电极反应活化能和反应速率。活化能和反应速率。极化极化 分类分类电化学极化：电化学步骤受动力学阻碍引起的极化。电化学极化：电化学步骤受动力学阻碍引起的极化。欧姆极化：由于电阻升高造成的极化。欧姆极化：由于电阻升高造成的极化。浓度（差）极化：浓度（差）极化：电极表面附近溶液浓度与主体溶液浓度电极表面附近溶液浓度与主体溶液浓度不同所产生的极化。不同所产生的极化。定义：定义：一定电流下，电极电势偏离平衡电极电势的现象。一定电流下，电极电势偏离平衡电极电势的现象。双电层双电层GC双电层模型双电层模型液相

9、传质液相传质：镀液中的水化金属离子或配位离子从溶液镀液中的水化金属离子或配位离子从溶液内部传输到阴极表面区。内部传输到阴极表面区。4.3 金属电沉积金属电沉积步骤步骤主要方式：扩散主要方式：扩散驱动力：浓度梯度驱动力：浓度梯度电流密度过大时发生浓度极化电流密度过大时发生浓度极化表面转化与电化学反应表面转化与电化学反应 简单金属离子还原简单金属离子还原 水化程度较小的简单离子水化程度较小的简单离子 络离子络离子还原还原 在进行电子转移步骤前，络离子首先要转化为能在电极在进行电子转移步骤前，络离子首先要转化为能在电极上放电的活化络合物。上放电的活化络合物。电极表面层金属离子周围水分子重排电极表面层

10、金属离子周围水分子重排电结晶电结晶固体表面的不均匀性决定金属原子在表面各点的稳定性不同。固体表面的不均匀性决定金属原子在表面各点的稳定性不同。金属离子在阴极还原的可能性金属离子在阴极还原的可能性 原则上，原则上，只要电势足够负，任何金属离子都能在阴极还原只要电势足够负，任何金属离子都能在阴极还原或电沉积。或电沉积。 实际上，实际上，如果金属离子的还原电势比溶剂还低，金属还原如果金属离子的还原电势比溶剂还低，金属还原前溶剂就会分解。前溶剂就会分解。AABBBBBBBAAAAA0LiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaSeTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrR

11、bSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLa系系HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn水溶液中可能电沉积水溶液中可能电沉积氰化物电解液可以电沉积氰化物电解液可以电沉积非金属非金属析出电位析出电位 析出电位析出电位：金属和其它物质（如氢气）在阴极上开始析出金属和其它物质（如氢气）在阴极上开始析出的电位。的电位。 正常情况下，正常情况下，析出电位较析出电位较正正的金属的金属优先优先在阴极上被析出。在阴极上被析出。 络合剂可以改变金属离子的析出电位。络合剂可以改变金属离子的析出电位。Metal/V（SO42-） /V（CN-）Cu0.34-1.0

12、Cd-0.40-0.9Zn-0.76-1.2析氢反应析氢反应 氢过电位：氢过电位：在指定的电极表面上形成氢气所要求的超出在指定的电极表面上形成氢气所要求的超出平衡电位后的电位。平衡电位后的电位。 H越高，析氢越困难。越高，析氢越困难。Zn0.80Sn0.80Cu0.60Ni0.40Ag0.30Au0.15C0.11Pt0.00电极材料的氢过电位电极材料的氢过电位(i=1 mAcm-2)析氢的危害析氢的危害氢气粘附或渗入镀层与基体，产生气孔、空洞、氢气粘附或渗入镀层与基体，产生气孔、空洞、裂纹等，增加工件脆性。裂纹等，增加工件脆性。（氢脆）（氢脆）阴极表阴极表面面pH值增大，产生金属氢氧化物或碱

13、式值增大，产生金属氢氧化物或碱式盐，使镀层发黑。盐，使镀层发黑。电镀层内应力电镀层内应力基底基底基底基底镀层镀层镀层镀层镀层为拉应力镀层为拉应力 镀层为压应力镀层为压应力 软金属内应力较低软金属内应力较低金、银、锌金、银、锌 硬金属内应力较高硬金属内应力较高铁、钴、镍铁、钴、镍4.4 电流与金属在阴极上的分布电流与金属在阴极上的分布 分散能力：分散能力：电镀液使零件表面镀层均匀分布的能力（又称电镀液使零件表面镀层均匀分布的能力（又称均镀能力）。均镀能力）。电流电流法拉第定律法拉第定律沉积金属量沉积金属量电流在阴极上的分布电流在阴极上的分布镀层分布镀层分布4.4.1 电流在阴极上的分布电流在阴极

14、上的分布 当直流电通过电解槽时，可能会遇到三部分的阻力：当直流电通过电解槽时，可能会遇到三部分的阻力：电极的欧姆电阻电极的欧姆电阻电解液的欧姆电阻电解液的欧姆电阻电极电极/ /电解液界面阻抗电解液界面阻抗第三类阻抗与界面差异、电化学极化与浓差极化有关。第三类阻抗与界面差异、电化学极化与浓差极化有关。远近阴极模型远近阴极模型初次电流分布初次电流分布 定义：定义：假设阴极极化不存在时的电流分布假设阴极极化不存在时的电流分布近阴极和远阴极上的电流密度与阴极和阳极的距离成反比。近阴极和远阴极上的电流密度与阴极和阳极的距离成反比。 初次分布：初次分布：1221电液电液RRII 两阴极面积相同：两阴极面积

15、相同：1221ILIL二次电流分布二次电流分布 定义：定义：阴极极化存在时的电流分布阴极极化存在时的电流分布112221极化电液极化电液RRRRII 电流分布表达式电流分布表达式近阴极电流密度大近阴极电流密度大近阴极的极化大近阴极的极化大（Tafel公式）公式）二次电流分布等效电路二次电流分布等效电路R电液1R电液2R极化1R极化2近近远远相比于初次电流分布，二次电流分布相比于初次电流分布，二次电流分布I1/I2 更接近更接近1，即有阴极即有阴极极化时电流分布更均匀。极化时电流分布更均匀。电流密度范围电流密度范围 任何镀液都有一个获得良好镀层的电流密度范围任何镀液都有一个获得良好镀层的电流密度

16、范围 i 过低，阴极极化小，结晶晶粒粗大。过低，阴极极化小，结晶晶粒粗大。 i 增大，增大，电化学极化作用有助于改善镀层质量。电化学极化作用有助于改善镀层质量。 i 过高，浓度极化严重，阴极镀层出现枝晶，或电极表面出现过高，浓度极化严重，阴极镀层出现枝晶，或电极表面出现海绵状疏松镀层。海绵状疏松镀层。 提高阴极极化的方法提高阴极极化的方法 提高阴极电流密度：提高阴极电流密度：增大电化学极化。增大电化学极化。 加入络合剂：加入络合剂：络离子较简单金属离子难还原。络离子较简单金属离子难还原。 调节电解液温度：调节电解液温度：影响络合剂的络合能力与离子扩散速度。影响络合剂的络合能力与离子扩散速度。

17、加入添加剂：加入添加剂：吸附在阴极表面，降低反应速度。吸附在阴极表面，降低反应速度。 加入导电盐：加入导电盐：导电性的提高促进电流在阴极表面更均匀地导电性的提高促进电流在阴极表面更均匀地分布。分布。4.4.2 金属在阴极上的分布金属在阴极上的分布 电力线分布电力线分布 远近阴极与阳极的距离差远近阴极与阳极的距离差 边缘效应边缘效应 电解槽形状、尺寸电解槽形状、尺寸影响因素影响因素电力线分布电力线分布解决远近阴极影响的方法解决远近阴极影响的方法象形阳极象形阳极采用辅助阴极后的电力线分布采用辅助阴极后的电力线分布金属在阴极上分布与电解槽尺寸的关系金属在阴极上分布与电解槽尺寸的关系分散能力测定分散能

18、力测定 霍尔槽（霍尔槽（Hull Cell） 特点：一次试验便能研特点：一次试验便能研究较宽电流密度范围内究较宽电流密度范围内的镀层。的镀层。电镀液其它技术要求电镀液其它技术要求 覆盖能力：覆盖能力：电镀液使零件深凹处沉积金属镀层的能力电镀液使零件深凹处沉积金属镀层的能力（又称深镀能力）。（又称深镀能力）。 整平能力：整平能力：电镀液改变微观轮廓的电流分布使金属填平电镀液改变微观轮廓的电流分布使金属填平微观沟槽的能力。微观沟槽的能力。镀前预处理与镀后处理镀前预处理与镀后处理 预处理步骤预处理步骤调节表面粗糙度：磨光、抛光调节表面粗糙度：磨光、抛光去油脱脂：溶剂溶解、化学法去油脱脂：溶剂溶解、化

19、学法除锈：机械、酸洗除锈：机械、酸洗活化处理：弱酸侵蚀或电化学活化活化处理：弱酸侵蚀或电化学活化 镀后处理镀后处理除氢：热处理（控制温度和时间）除氢：热处理（控制温度和时间）出光：强酸中短时间浸泡出光：强酸中短时间浸泡钝化：铬酸盐处理钝化：铬酸盐处理（第（第6章）章） 镀层检验镀层检验 检查除氢纪录、外观、结合强度、厚度、耐蚀性。检查除氢纪录、外观、结合强度、厚度、耐蚀性。实例：电镀锌实例：电镀锌 电化学性质：电化学性质：灰白色金属，塑性好（灰白色金属，塑性好（100150 ），），d=7.14 gcm-3，Tm=419 。 物理性质：物理性质： 典型的两性金属，在酸、碱中均可溶解典型的两性金

20、属，在酸、碱中均可溶解 Zn 2HCl ZnCl2 H2 Zn 2NaOH Na2ZnO2 H2 化学性质：化学性质：=-0.76 V，电化当量为，电化当量为1.22 g(Ah)-1，锌电极的析氢，锌电极的析氢过电位：过电位：0.8 V 。锌阳极镀层的性质锌阳极镀层的性质常作为牺牲阳极型的防护性镀层。常作为牺牲阳极型的防护性镀层。溶解溶解氧化氧化纯锌的析氢过电位纯锌的析氢过电位较高，通常不易溶较高，通常不易溶解。若含有电位较解。若含有电位较正的金属杂质可促正的金属杂质可促进锌溶解。进锌溶解。干燥环境：稳定。干燥环境：稳定。潮湿环境：潮湿环境：生 成 白 色 氧 化 膜生 成 白 色 氧 化 膜

21、3Zn(OH) 2 ZnCO3锌镀层的应用锌镀层的应用 用途：用途：黑色金属防腐，不适于易磨损零件，广泛应用于黑色金属防腐，不适于易磨损零件，广泛应用于机械、电子、轻工、仪表等领域机械、电子、轻工、仪表等领域 。 镀层厚度对防护能力的影响镀层厚度对防护能力的影响 良好环境：良好环境： 710 m 中等环境：中等环境：1525 m 恶劣环境：恶劣环境： 25 m氯氯化钾型弱酸性镀锌化钾型弱酸性镀锌 氯化钾型弱酸性镀锌电解液是近年来发展较快的一种氯化钾型弱酸性镀锌电解液是近年来发展较快的一种无氰镀锌无氰镀锌工艺，简称工艺，简称钾盐镀锌钾盐镀锌。 优点：优点：电解液成分简单、性质稳定、镀层细致、光亮

22、，电解液成分简单、性质稳定、镀层细致、光亮，电流效率高，操作温度范围宽、废水处理简单。电流效率高，操作温度范围宽、废水处理简单。电极反应电极反应 阴极阴极主反应：主反应：Zn2+ + 2e Zn副反应：副反应：2H+ 2e H2 阳极阳极主反应：主反应：Zn 2e Zn2+钝化状态：钝化状态： 2H2O 4e O2+4H+化学溶解：化学溶解：Zn 2H Zn2 H2钾盐镀锌工艺钾盐镀锌工艺 钾盐镀锌工艺条件及电解液组成钾盐镀锌工艺条件及电解液组成氯化锌氯化锌氯化钾氯化钾硼酸硼酸光亮剂光亮剂6080 g/L180240 g/L2030 g/L1520 mLpH阴极电流密度阴极电流密度温度温度阳阳

23、/阴极面积比阴极面积比5.05.60.55 A/dm2560 1.524.5 电镀合金电镀合金 定义定义：利用电化学方法使两种或两种以上金属：利用电化学方法使两种或两种以上金属（包括非（包括非金属）金属）共沉积的形成晶态或共沉积的形成晶态或非晶态非晶态镀层的过程。镀层的过程。铝合金铝合金铜锌合金铜锌合金铜锡合金铜锡合金电镀合金分类电镀合金分类 按特性与应用按特性与应用防护性防护性 Zn-Ni、Zn-Co、Cd-Ti汽车、船舶、航空航天汽车、船舶、航空航天装饰性装饰性 Sn-Co、Sn-Ni、Cu-Zn替代装饰铬、仿金替代装饰铬、仿金耐磨性耐磨性 Cr-Ni、Cr-Mo、Ni-P提高硬度提高硬度

24、减摩性减摩性 Pb-Sn、Pb-Ag轴承减摩润滑轴承减摩润滑磁磁 性性 Co-Ni、Ni-Fe磁盘等记忆元件磁盘等记忆元件贵金属性贵金属性 Au-Co、Pd-Ni电子元件电子元件可焊性可焊性 Pb-Sn（含（含60 wt. %Sn）印刷电路板印刷电路板镀液类型镀液类型 简单盐镀液：简单盐镀液：镀液仅由简单盐组成。镀液仅由简单盐组成。 如：氟硼酸盐电镀铅锡合金如：氟硼酸盐电镀铅锡合金 络合物镀液：络合物镀液：至少含一种络合剂。至少含一种络合剂。 如：氰化物电镀铜锌合金如：氰化物电镀铜锌合金 有机溶剂镀液：有机溶剂镀液：两种金属在有机溶剂里的沉积电位比水两种金属在有机溶剂里的沉积电位比水溶液更接近

25、。溶液更接近。 如：从烷基苯中沉积铝合金如：从烷基苯中沉积铝合金电镀合金基本原理电镀合金基本原理 金属共沉积条件金属共沉积条件至少有一种金属能从其盐溶液中沉积。至少有一种金属能从其盐溶液中沉积。有些金属（如有些金属（如W、Mo等）不能从其盐溶液中沉积出来，可借助诱导等）不能从其盐溶液中沉积出来，可借助诱导作用与铁族金属共沉积（如作用与铁族金属共沉积（如Ni-W、Co-W、Ni-Mo）。）。两种金属的析出电位十分接近。两种金属的析出电位十分接近。如果相差太大，则电位较正的金属优先析出，进而排斥电位较负的如果相差太大，则电位较正的金属优先析出，进而排斥电位较负的金属析出。金属析出。11122212

26、lnlnFFRTRTaann 共沉积表达式共沉积表达式Nerst Eq.oeRlnFaRTnae阴极析出电位阴极析出电位两金属析出电位接近两金属析出电位接近实现共沉积的方法实现共沉积的方法 改变镀液中金属离子的浓度改变镀液中金属离子的浓度 对于还原电位相差很大的金属离子难易实现。对于还原电位相差很大的金属离子难易实现。如，如，(Cu2+/Cu)=0.337V，(Zn2+/Zn)=-0.76 V，使铜锌共沉积，需满足使铜锌共沉积，需满足Zn2+ / Cu2+ =1038。增大较活泼金属浓度使其电位正移增大较活泼金属浓度使其电位正移降低不活泼金属浓度使其电位负移降低不活泼金属浓度使其电位负移 采用

27、络合剂采用络合剂e正e负 采用适当添加剂采用适当添加剂最终目的：使两种金属析出电位接近。最终目的：使两种金属析出电位接近。由络合物的由络合物的K不稳不稳调节电位负移程度。调节电位负移程度。 降低离子有效浓度，使析出电位负移，降低离子有效浓度，使析出电位负移，显著增大或降低阴极极化，改变金属的析出电位。显著增大或降低阴极极化，改变金属的析出电位。合金共沉积的类型合金共沉积的类型 正则共沉积正则共沉积 非正则共沉积非正则共沉积 平衡共沉积平衡共沉积 异常共沉积异常共沉积 诱导共沉积诱导共沉积正常共沉积正常共沉积电位较正的金属优先沉积电位较正的金属优先沉积非正常共沉积非正常共沉积电位较负的金属优先沉

28、积电位较负的金属优先沉积正则共沉积正则共沉积 特征：特征：受扩散控制，扩散层中金属离子总含量受扩散控制，扩散层中金属离子总含量，电势电势较正金属含量较正金属含量。 如：如：Ni-Co、Pb-Sn、Cu-Bi简单盐镀液简单盐镀液 根据阴极界面区金属离子浓度，推算合金沉积层组成。根据阴极界面区金属离子浓度，推算合金沉积层组成。非正则共沉积非正则共沉积 特征：特征：阴极电位决定合金组成。阴极电位决定合金组成。 如：氰化物电镀如：氰化物电镀Cu-Zn合金，合金，络合物浓度显著影响络合物浓度显著影响Cu的析出的析出电位。电位。 电镀工艺对合金组成影响较小电镀工艺对合金组成影响较小平衡共沉积平衡共沉积 特

29、征：特征：低电流密度下，合金中金属含量比等于镀液中金属低电流密度下，合金中金属含量比等于镀液中金属离子浓度比。离子浓度比。 如：酸性电解液中电镀如：酸性电解液中电镀Cu-Bi、Pb-Sn 正常共沉积：正常共沉积：0AA0BBxcxcA、B分别为电位较正和电位较负的金属分别为电位较正和电位较负的金属异常共沉积异常共沉积 特征：特征：电位较负的金属优先沉积，其在合金中的含量比电位电位较负的金属优先沉积，其在合金中的含量比电位较正金属高。较正金属高。 对特定电解液，只有在某一浓度，一定工艺条件下发生异常对特定电解液，只有在某一浓度，一定工艺条件下发生异常共沉积。共沉积。 如如 Fe-Co、Fe-Ni

30、、Ni-Sn诱导共沉积诱导共沉积 特征：特征：某些金属能促进难沉积金属共沉积。某些金属能促进难沉积金属共沉积。 铁族金属经常作为诱导金属铁族金属经常作为诱导金属 如如 Ni-W、Co-W、Ni-Mo实际金属共沉积实际金属共沉积 电极材料性能的影响电极材料性能的影响形成合金的极化作用形成合金的极化作用特点：基体金属阻化电化学反应进行。特点：基体金属阻化电化学反应进行。原因：电化学极化或钝化。原因：电化学极化或钝化。形成合金的去极化作用形成合金的去极化作用（诱导共沉积）（诱导共沉积）特点：组分平衡电势正移，不能单独沉积的金属特点：组分平衡电势正移，不能单独沉积的金属可与其它金属共沉积。可与其它金属

31、共沉积。 双电层结构双电层结构 双电层中反应物离子浓度的减小引起离子还原速度变化。双电层中反应物离子浓度的减小引起离子还原速度变化。由于其它离子存在，使某种离子存在状态发生变化，由于其它离子存在，使某种离子存在状态发生变化，影响还原速度。影响还原速度。 金属离子在溶液中的状态金属离子在溶液中的状态 金属共沉积过程的特性金属共沉积过程的特性 简单盐电镀的过电位简单盐电镀的过电位 Hg、Ag、Cd、Sn等等，结晶化步骤缓慢，结晶化步骤缓慢， Fe、Co、Ni等，电化学步骤缓慢，等，电化学步骤缓慢， Cu、Zn等，介于两者之间。等，介于两者之间。 阴极表面状态阴极表面状态 Fe、Co、Ni电沉积易析

32、氢，形成表面膜或金属氢化物，电沉积易析氢，形成表面膜或金属氢化物，抑制金属放电。抑制金属放电。电镀合金的阳极电镀合金的阳极4.6 化学镀化学镀 定义：定义：依赖镀液中的依赖镀液中的还原剂还原剂将被镀金属离子在将被镀金属离子在催化表面催化表面还原还原为金属原子并形成镀层的过程。为金属原子并形成镀层的过程。 主要应用：主要应用：非金属材料表面获得金属镀层。非金属材料表面获得金属镀层。提供金属提供金属离子还原离子还原所需电子。所需电子。保证氧化保证氧化还原反应还原反应持续进行。持续进行。化学镀的优点化学镀的优点 无需电解设备及附件。无需电解设备及附件。 不存在分散能力、边缘效应等问题。不存在分散能力、边缘效应等问题。 能在非金属及半导体上沉积。能在非金属及半导体上沉积。化学镀的缺点化学镀的缺点 溶液稳定性差。溶液稳定性差。 操作温度高。操作温度高。 镀液中的还原剂与被镀金属离子需不