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文档简介
v1.0可编写可改正电镀的基本观点电镀是用电化学方法在固体表面沉积一层金属、合金或金属与非金属复合电沉积的过程。金属电沉积:以电化学方法使金属离子复原为金属的过程,称为金属电沉积。不论什么金属及其合金,为了提高耐蚀性或装修性,一般都需要保护层惯例电镀对电镀层的基本要求往常对电镀层要求:镀层与基体联合牢固,一定的厚度及厚度平均,镀层构造致密、孔隙率小等。进一步要求:镀层内应力小、柔韧性好、有一定的硬度,色彩、表面光明或平均沙面等。对于防备性镀层有耐腐化的详细要求其余获得金属及其合金涂层的方法:(1)热浸镀:将被镀金属熔溶,再将工件浸入熔溶液中.如:水管件浸镀锌,线路板浸镀锡等.(2)物理镀:采用真空镀、离子镀等方法:如手表、首饰、工具等真空镀TiN,镜子的生产。(3)化学镀:采用化学复原剂催化复原形成镀层,其特点是镀层平均,致密性好,控制含磷或硼的比率可获得非晶态镀层,如化学镀镍(碱性电池铁壳内表面)、化学镀铜线路板孔金属化等表面办理的其余方法1电泳:可获得彩色,防腐性能好;2氧化与磷化:钢铁的化学氧化生成氧化膜;钢铁的磷化生成磷化膜;铝的电化学氧化生成氧化膜。电镀层的分类:按电化学性质分类阳极性镀层当镀层与基体金属形成腐化电池时,镀层因电位比基体金属更负,首先受到腐化溶解,这时镀层为阳极性镀层。阳极性镀层不单能对基体起到机械保护作用,还能起到电化学保护作用,如:1v1.0可编写可改正铁上镀锌:Zn2+/Zn=-,Fe2+/Fe=-形成腐化电池时,Zn为阳极,Fe为阴极阴极性镀层当镀层与基体金属形成腐化电池时,镀层因电位比基体改正,基体金属首先受到腐化溶解,这时镀层为阴极性镀层。阴极性镀层仅能对基体起到机械保护作用,不能起到电化学保护作用,如:铁上镀Sn:Sn2+/Sn=-,Fe2+/Fe=-形成腐化电池时,Sn为阴极,Fe为阳极特点:阴极性镀层对基体金属起机械保护作用,所以镀层应是足够厚和孔隙尽量少,并且完整无缺时,才对基体金属起保护作用。基根源理1、法拉第第一定律电流经过镀液时,电解质溶液发生电解反响,阳极发生氧化反响,阳极金属不断溶解,阴极发生复原反响,不断有金属析出,金属溶解或析出的量与经过的电荷量相关。2、法拉第第二定律内容:在不同的电解液中,经过相同的电荷量时,在电极上析出或溶解的物的物质的量相等,并且析出或溶解1mol的任何物质所需的电荷量都是×104C。把这一常数称为法拉第常数。即F=×104C=26.8A.h(1C=1A.s)在水溶液中大概以铬分族为分界限,在氰化物溶液中以铜分族为分界限,右出左不出。金属电结晶金属电结晶的基本观点定义:往常把金属离子或络离子的放电并形成金属晶体的过程称为金属电结晶.2v1.0可编写可改正?电结晶的三种生长机理;螺旋位错生长机理和二维晶核生长机理的区别与联系。P16电镀溶液的种类单盐镀液:金属离子在镀液中以简单离子(水合离子)的形式存在的镀液。络合物溶液在镀液中金属离子与络合剂形成络合物并离解成络离子,金属离子存在于络离子中,即称为络合物溶液。电流密度对镀层结晶有什么影响电镀溶液的组分有哪几类镀层厚度的计算公式为什么镀层金属从离子态电结晶历程到晶体1)离子液相传质;2)电化学反响:前置变换;电荷转移;3)电结晶形成晶体析氢对电镀有何影响1)使镀层产生孔洞和麻点;2)使镀层起泡;3)产生“氢脆”;4)使零件局部无镀层或镀层不正常;5)降低电流效率。电解液分别能力的基本观点分别能力(或称均镀能力):就是电解液能使零件表面镀层的厚度平均散布的能力。若镀层在阴极表面散布的比较平均,就认为这种电解液拥有优秀的分别能力;在各样电解液中,氰化物电解液的分别能力比较好,普通酸性镀铜和镀锌等简单盐电解液的分别能力较差,镀络电解液的分别能力更差。覆盖能力(或称深镀能力):在一定的电解条件下,电解液能使镀层沉积金属覆盖整个表面的能力。或电解液使零件深凹处沉积金属镀层的能力。3v1.0可编写可改正由于电流密度的不平均,在较低电流密度区极化小,达不到金属的析出电位,零件的深凹处没有金属镀层覆盖。一般分别能力好的镀液,其覆盖能力也较好。初次电流散布假定阴极极化不存在时的电流散布为初次电流散布,此时R极化≈0I1R电液2初次散布时:I2R电液1因电解液的电阻R=ρL/S,由于远近阴极的面积S相同,同样电解液的电阻率也相同,因此:I1R电液2L2/SL2K(K=常数)I2R电液1L1/SL13-4)可见,当阴极极化不存在时,近阴极和远阴极上的电流密度与它们和阳极的距离成反比。这种电流散布最不平均。二次电流散布在阴极极化存在时的电流散布称为二次电流散布。实际电流散布的表达式如下3-3)。在实际电镀生产中,阴极极化老是存在的。当阴极极化存在时,由于近阴极电流密度大,从一般电化学规律看,近阴极的极化应当大于远阴极,既R极化1>R极化2因此I1/I2更凑近于1。说明在有阴极极化时的电流散布更平均。I1R电液2R极化2I2R电液1R极化13-34v1.0可编写可改正1=因为电阻率的倒数就是电导率I1D11L所以I2D2教材中2-3L1?D影响电流和金属在阴极表面散布的电化学因素包括两个方面:极化度;电阻率I式中:I
12
DD
1就式阴极的实际电流散布;2κ电解液电导率远近阴极与阳极距离之差;D为极化率(度)即阴极极化曲线的斜率(电位随电流密度的变化率)金属在阴极上的散布如果电流效率在远阴极上和近阴极上相同,也能够用镀层的金属重量比代替电流比。M1=I1D1=LM2I21D2L1?D
1L1D如果电流效率在远阴极上和近阴极上不同,则还要考虑电流效率M1=D11M2D22影响金属在阴极上散布的因素有什么1电流效率2电力线散布为了提高镀液的分别能力,能够采取什么举措电解液的分别能力和覆盖能力分别能力:指金属的宏观散布5v1.0可编写可改正往常用实际电流散布与初次电流散布的相对偏差表示kMT100%KM22-5式中T电解液分别能力(-100%~+100%)金属散布(M1/M2)K初次电流散布分别能力的测定1弯曲阴极法T
BDEAAA100%3X面镀层的厚度D=-1A/dm2电镀20min2远近阴极法TkM100%K=5或2KM2电镀30min6v1.0可编写可改正霍尔槽法利用电流密度在远近阴极上散布不同的特点,赫尔(Hull)1935年设计了一种平面阴极和平面阳极组成一定斜度的小型电镀实验槽,叫做赫尔槽。由于赫尔槽构造简单,使用方便,当前国内外宽泛的应用于电镀实验和工厂生产的质量管理,已成为电镀工作者不可缺少的实验工具。覆盖能力:又称深镀能力指金属可否覆盖全部受镀表面往常影响覆盖能力的因素:析出电位:电位越正,有利于提高覆盖能力基体材料的组织与本性:依材料不同各异,往常金属析出过电位与氢析出过电位相反镀层金属和镀液的本性:基体材料表面状态:圆滑、干净→有利于覆盖粗拙、油污→不利于覆盖覆盖能力的测定:1直角阴极法2内孔法3凹穴法整平能力的三种种类:几何整平;不良整平;真整平7v1.0可编写可改正化学表面办理1除油包括有机溶剂除油,化学除油及电化学除油以及超声波除油,表面活性剂除油。2浸蚀包括强浸蚀、电化学浸蚀及弱浸蚀(活化)。3抛光化学抛光、电化学抛光4活化化学活化、电化学活化电化学侵害1阳极侵害硫酸或盐酸,主要靠阳极溶解2阴极侵害硫酸,主要靠氢气冲击3弱侵害往常为化学侵害,5%-10%盐酸或硫酸浸蚀金属零件进入酸性或碱性溶液中,除掉锈蚀产物或氧化物的过程为浸蚀。浸蚀能够分为强浸蚀、一般浸蚀、光明浸蚀、若浸蚀。电镀锌概括锌是一种灰白色金属,100-150℃塑性好,可压延,密度:7.14g/cm3;熔点:419℃;原子量:电极电位为:—V,电化当量:1.22g/(A·h)锌是典型的两性金属,易溶于酸,也溶于碱8v1.0可编写可改正Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑Zn+2NaOH==Na2ZnO2+H2↑在锌上,氢的析出过电位较高,因此,较纯的锌锌溶解反响不易发生。当锌中含有电位比较正的金属杂质时,电化学溶解进行得很快。可利用锌的这种特性,组成牺牲阳极型镀层,保护基体金属免遭腐化。镀锌层对钢铁基体来说(Fe2-/Fe=-是典型的阳极镀层,它对基体金属起电化学保护作用。镀锌是应用最宽泛的一个镀种,占总电镀量的60%以上。镀锌层经钝化办理后,其防备性能大大提高。一般说来,对于相同厚度的镀层,其防蚀能力可提高5~8倍,而且还能使表面雅观。镀锌电解液按络合剂种类:氰化物镀锌和无氰镀锌。按酸碱性:碱性镀锌和弱酸性镀锌主要有:酸性:氯化钾型弱酸性电解液;氯化氨型弱酸性电解液;硫酸盐、氟硼酸盐电解液等碱性:碱性锌酸盐电解液、焦磷酸盐电解液、三乙醇氨、乙二胺四乙酸二钠盐电解氯化钾镀锌液和锌酸盐镀锌液有什么优缺点两种镀液中个成分作用是什么请表达镀锌彩色钝化的全部工艺流程。氯化钾型弱酸性镀锌概括: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工艺,简称钾盐镀锌。主光明剂能产生显著的光明和整平作用一般为芬芳酮、醛,杂环醛,不饱和芬芳醛等,当前应用最多的是苄叉丙酮(1)主光明剂吸附在阴极表面,增大阴极极化,使镀层结晶仔细光明。载体光明剂增溶主光明剂9v1.0可编写可改正协助光明作用降低镀液的表面张力,对阴极表面起湿润作用对主光明剂起增溶作用,降低界面张力,增加湿润性,除去镀层针孔。协助光明剂与主光明剂配合使用,可增大阴极极化和极化度,提高低电流密度区的光明度。提高电解液的分别能力,减少主光明剂的用量。常用的协助光明剂是苯甲酸钠和扩散剂NNO(即亚甲基二萘磺酸钠),别的,烟酸也对镀层质量有显著的改良作用,但价钱较贵。锌酸盐镀锌特点:镀层结晶光明仔细,钝化后耐蚀性好,可是阴极电流效率低,沉积速度慢,对杂质敏感,使用时有碱雾逸出。无毒、主要成分:氧化锌、氢氧化钠、DE增添剂(DE、DE-81)、EDTA、DPE-III、三乙醇胺等。在DE型锌酸盐镀锌中,茴香醛与香豆素配合使用,可降低锌镀层的脆性。A.香草醛与EDTA;B.茴香醛与香豆素;C.茴香醛与乙醇胺;D.香草醛与三乙醇胺电镀锌镍合金电镀锌镍合金请表达电镀锌镍合金的电镀特点。电镀铜概括铜是玫瑰红色富有延展性的金属,拥有优秀的导电性能和导热性能。基本物理特性:密度:8.93g/cm3;原子量:电极电位为:φ0Cu+=V;φ0Cu2+=V电化当量:Cu+2.372g/(A·h);Cu2+1.186g/(A·h)基本化学特性:铜易溶于硝酸、铬酸和热的浓硫酸,遇碱易被侵害,铜在空气中会被氧化而失去光彩,在潮湿空气中与二氧化碳作用生成碱式碳酸铜(即铜绿)或氧10v1.0可编写可改正化铜,当受到硫化物作用时,将生成棕色或黑色薄膜。铜镀层一般用作钢铁件、铜合金件、锌压铸件和塑料制品的防备装修电镀的中间镀层。由于它的稳定性较差,如果用作表面装修镀层时,必须经过钝化或着色办理,并涂以有机涂料。铜镀层用化学或电化学着色办理能够获得多种色彩,如黑、褐、绿、蓝、红等,因此,被宽泛用作一些仿古工艺品、灯具、玩具、钮扣和其他小商品的装修。由于铜的电势比铁和锌的电势正,所以在铁和锌上面的铜镀层属阴极性镀层。铜镀层只能依靠其机械保护作用,而不起电化学保护作用。铜镀层有防渗碳功能,镀层厚度在30~50μm之间。氰化物镀铜氰化物镀铜溶液由铜氰化钠(钾)和游离氰化钠(钾)组成,能够直接在钢铁件和锌压铸件表面上镀铜而不发生置换反响。镀液拥有优秀的分别能力和覆盖能力,铜镀层结晶仔细,用作中间镀层时,能够在基体金属表面覆盖一层结协力优秀的铜镀层,而且,还能够改良后边镀层的覆盖能力。镀液中的氰化钠对镀件还有去油和活化作用,既能解决有时因前办理去油不够彻底的缺陷,又能够增强铜镀层与基体金属的结协力。氰化物剧毒,对人体有害且污染环境,生产时必须制订严格的安全技术制度并设置槽边排风设备和废水,废气治理设备。酸性硫酸盐镀铜硫酸盐镀铜溶液拥有成分简单、稳定性能好、阴极电流效率高和成本低等优点,但存在分别能力差和镀层粗拙、不光明等缺点。必须加入光明剂,才能镀出镜面光明、整平和延展性能优秀的镀层。焦磷酸盐镀铜焦磷酸盐镀铜溶液的分别能力和覆盖能力均较好,阴极电流效率也较高,但由于成本较高和废水不易办理,其应用日渐减少。第七章电镀镍概括镍是一种带微黄的银白色金属,拥有优秀的导电性能和导热性能。11v1.0可编写可改正基本物理特性:密度:8.9g/cm3;原子量:熔点:1452℃电极电位为:φ0Ni2+=-V电化当量:Ni2+=1.095g/(A·h)基本化学特性:镍在有机酸中很稳定,在硫酸、盐酸中溶解很慢,在浓硝酸中处于钝化状态,但在稀硝酸中则不稳定。镍在空气中或在潮湿空气中比铁稳定,在空气中形成透明的钝化膜而不再持续氧化,耐蚀性好。对钢铁基体来说,由于镍的标准电极电势比铁正,钝化后电势改正,镍镀层是阴极镀层。镍镀层孔隙率较高,只有当镀层厚度超过25μm时,才是无孔的,所以,一般不独自作为钢铁的防备性镀层,而是作为防备装修性镀层体系的中间层和底层。在工程领域里,也有镀50μm以上的厚镍层来防备钢铁件的腐化或用来修复被磨蚀的零零件。在电镀中,由于镍镀层拥有好多优秀性能,其加工量仅次于锌镀层而居第二位,其消耗量约占镍总产量的10%左右镀镍的种类好多。若以镀液种类来分,有硫酸盐、硫酸盐一氯化物、全氯化物、氨磺酸盐、柠檬酸盐、焦磷酸盐和氟硼性盐等镀镍。由于镍在电化学反响中的互换电流密度(i0)比较小,在单盐镀液中,就有较大的电化学极化。以镀层外观来分,有无光彩镍(暗镍)、半光明镍、全光明镍、缎面镍、黑镍等。以镀层功能来分,有保护性镍、装修性镍、耐磨性镍、电铸(低应力)镍、高应力镍、镍封等。普通镀镍普通镀镍即镀暗镍。根据使用目的不同,往常又可分为预镀镍和惯例镀镍两类。即使同样是预镀液,也因基体材料情况不同而采用不同的组分。采用预镀镍的目的,主假如为了保证镀层与基体有优秀的结协力,因而,要根据基体材料的特性而采用不同的预镀液。12v1.0可编写可改正1916年,由O.P.Watts提出的镀镍溶液原配方为:硫酸镍240g/L氯化镍20g/L硼酸20g/L这是现在工业上普遍采用的暗镍工艺,而且是当前很多如半光明镍、光明镍、高硫镍、缎面镍等镀镍的基础电解液。光明镀镍光明镀镍镀液在当前镀镍工艺中应用最普遍、最宽泛。它的特点是依靠不同光明剂的优秀配合,能够在镀液中直接获得全光明并拥有一定整平性的镀层,现代光明镀镍工艺,绝大多半是在瓦茨型镀镍液中加入光明剂而获得的。1.镀镍光明剂根据光明剂的作用,一般将镀镍光明剂分红两类,即初级光明剂(或称第一类光明剂)和次级光明剂(或称第二类光明剂)。初级光明剂拥有显著细化镀层晶粒的作用,使镀层产生轻柔的光彩,但不能产生镜面光彩。镀液中加入初级光明剂后,会使镀层出现压应力,加入量适合,能够抵消原来镀暗镍时产生的张应力。此外镀层中增添次级光明剂后,也会产生张应力,因此,初级光明剂也能抵消次级光明剂所产生的张应力。如果两种光明剂的量配合适合,能大大降低镀层的内应力,进而提提高镀层的韧性和延展性。初级光明剂对阴极极化的影响比较小,当浓度较低时,一般使阴极超电势增加5mV~45|mV;浓度提高时,超电势不再显然增加。初级光明剂多半含有=C—SO2—构造的有机含硫化合物。它们的不饱键大多在芬芳基上,如苯环、萘环、常有的有:苯亚磺酸OSOH13v1.0可编写可改正1,3,6萘三磺酸OHOSOOOSSHOOHOOOOO邻磺酰苯酰亚胺(糖精)OH3CSNH2SNHS(简称BSI)ONHOO对甲苯磺酰胺SO双苯磺酰亚胺(简称BBI)O其中糖精是使用最宽泛的镀镍初级光明剂,以后出现的双苯-磺酰亚胺,除拥有与糖精相像作用,即细化晶粒,使镀层产生压应力,提高镀层的韧性及与基体的结协力之外,还能增加镀液对杂质的容忍度,扩大光明电流密度范围等作用,但价钱较贵。初级光明剂参与电极反响后,分子中的硫被复原成硫化物,以硫化镍(NiS或Ni:S3)的形式进入镀层,是镀层中含硫的根源。次级光明剂必须与初级光明剂配合使用,才能获得拥有镜面光彩和延展性优秀的镍镀层,若独自使用,虽然可获得光明镀层,但光明区电流密度范围狭窄,镀层张应力和脆性大。有些次级光明剂还兼具整平作用,对基体表面原有的微细粗拙处(包括抛光过程中产生的丝痕)起到补漏、填平作用。次级光明剂能大幅度提高阴极极化,有的可达数百毫伏;因此,能较好地改良镀液的分别能力。次级光明剂种类好多,特点是分子中存在着不饱和基团,常有的有—CC—\/C=C\/\/CN—当前,市场上销售的次级光明剂,多半属组合型。中间体中多半是炔醇与环氧化合物的14v1.0可编写可改正缩合物及氮杂环化合物的衍生物。表8-4列出了部份中间体的名称及在镀液中的参照用量。协助光明剂的有机物。它们的特点是,在分子中既含有初级光明剂的C-S基团,又含有次级光明剂的C=C基团。它们在独自使用时,并不能获得光明镀层,但与其余光明剂配合使用时,有如下几方面的作用:改良镀层的覆盖能力;降低镀液对金属杂质的敏感性,减少针孔;缩短获得光明和整平镀层所需的电镀时间,即所谓出光速度加速,有利于采用厚铜薄镍工艺;降低次级光明剂的消耗量请表达双层镍和三层镍的耐蚀原理。镍关闭.概括所谓镍关闭,其实质是一种复合电镀工艺,目的是获得微孔铬层,使镀层的耐蚀性进一步提高。镍封I艺是在普通的光明镀镍液中,加入某些非导体微粒(粒径控制在0.0lμm~μm),经过搅拌,使这些微粒悬浮在镀液中,在电流作用下,将这些微粒与金属镍发生共沉积,形成镍与微粒组成的复合镀层,然后在这一复合镀层上镀铬。由于微粒不导电,铬不能在微粒表面沉积,使铬镀层上形成大量微孔,即所谓微孔铬。镍封层的微孔数在20000个/cm2~40000个/cm2最为理想,微孔数过少,耐蚀性提高不显然;微孔数过多(如达8000015v1.0可编写可改正个/cm2),铬层出现倒光现象,影响装修性。同时铬层厚度也不能过厚,一般为μm左右。如铬层过厚,会在微孔上出现“搭桥”现象,把微粒表面遮住,达不到微孔铬的目的。在电化学腐化过程中,铬是阴极,镍是阳极,当铬层表面微孔大量增加时,阳极镍的腐化电流密度大为降低,也即减慢了镍层的腐化速度,使镀层体系的耐蚀性显然提高。.镍封镀液组成及操作条件镍封工艺采用的固体微粒有二氧化硅、在氧化二铝、硫酸钡等。早期镍封工艺采用硫酸钡微粒较多,现在则采用二氧化硅较多,并加入一定量的共沉积促进剂。电镀铬及代铬镀层电镀铬概括镀铬在电镀工业中占有极其重要的地位,并被列为三大镀种之一。电镀铬属于单金属电镀,与其余单金属电镀相比,有很多共同之处。可是,它又有一些其余单金属电镀所没有的特点,故镀铬是电镀单金属中较为特殊的镀层。随着科学技术的发展及对环境保护的重视,在传统镀铬的基础上,相继发展了微裂纹和微孔铬、乳白铬、松孔镀铬、镀黑铬、低浓度镀铬、稀土镀铬、高效率镀硬铬及三价铬镀铬等新工艺,使镀铬层的应用范围进一步扩大。镀铬层的分类及应用镀铬可按其工艺及溶液不同来分类,所获得的铬层可应用于不同的场合。防备装修性镀铬镀硬铬(耐磨铬)乳白铬松孔镀铬黑铬镀铬过程的特点与其余单金属相比,镀铬液的成分虽然简单,但镀铬过程相当复杂,并拥有很多16v1.0可编写可改正特点。(1)在镀铬过程中,是由铬的含氧酸即铬酸来提供获得镀层所需的含铬离子(其余单金属电镀都是由其自己盐来提供金属离子),属强酸性镀液。在铬酸镀液中,阴极过程相当复杂,阴极电流大多半都消耗在析出氢气及六价铬复原为三价铬两个副反响上,故镀铬过程阴极电流效率极低,一般?=8%~18%。(2)在镀铬液中,必须增添一定量的局外阴离子,如SO42-、SiF62-、F-等和必需有一定量的Cr3+,离子才能实现金属铬的电沉积过程。镀铬需采用较高的阴极电流密度,又由于阴极及阳极之间存在大量的氢气及氧气,只管铬酸的导电性较好,仍需要采用大于12V的电源,而其他镀种使用8V以下的电源即可。在镀铬过程中,只有在较负的电极电位下才能析出铬层,所以必须提高电流密度,以保证有较大的阴极极化。阳极不能用金属铬而是采用不溶性的铅或铅合金(Pb-Sb、Pb-Sn)。镀液内由于沉积出铬及其余消耗,故铬的补充要依靠于增添铬酸来解决。镀铬液的分别能力及覆盖能力都极差。欲获得平均的铬层,必须采用人工举措,根据零件的几何形状而设计不同的象形阳极、防备阴极及协助阳极。镀铬的操作温度和阴极电流密度有一定的依靠关系,改变二者的关系可获得不同性能的铬镀层。以硫酸根作催化剂的镀铬溶液。铬酐和硫酸的比率一般控制在CrO3/H2SO4:100/1,铬酐浓度在150g/L~450g/L之间变化。请表达镀铬的胶体膜理论,并对镀铬溶液的极化曲线作出解释。在阐述镀铬的电极过程时,必须对下列问题作出合理解释。金属铬是从三价铬仍是六价铬复原的;如果是从六价铬复原,那么终究是哪一种离于六价铬怎样在阴极上复原成金属铬与此同时,阴极上又拌随着怎样的过程发生镀铬液中,少量的局外阴离子和三价铬在铬的沉积过程中终究起什么作用17v1.0可编写可改正(4)为什么同其余镀单金属的规律相反,即电流效率随CrO3浓度的增加、温度升高及阴极电流密度的降低而降低。至于六价铬的各样离子形式中,终究是哪一种放电形成金属铬,仍有不同的假定,迄今尚难定论。综合相关资料,当前比较一致的见解是鉴于提出并由等人发展的阴极胶体膜理论。在镀铬过程中,由于氢气的析出,使阴极表面邻近镀液的pH值升高。一方面促进Cr2O72-转变为CrO42-;另一方面当pH值升高到3左右时,便产生了Cr(OH)3胶体积淀,它和六价铬一同组成了带正电荷的碱式铬酸铬[Cr(OH)3Cr(OH)CrO4],这是一种黏膜状物质,覆盖在阴极表面,形成胶体膜。阴离子SO42-的存在,一方面促进了生成Cr3+反响的进行,为阴极胶体膜的形成创建了条件;另一方面又由于阴极膜的形成,阻化了电极过程,使阴极极化增大,达到了Cr6+的析出电位。Cr3+的存在,阴极胶体膜的形成是Cr6+复原为Cr0的必要条件。但不是充分条件,因为胶体膜十分致密,只允许H+经过,而阻止CrO42-的经过,使其不能达到电极表面。镀液中加入SO42-后,由于SO42-吸附在阴极胶体膜上,并发生反响,使胶体膜溶解,即生成易溶于水的化合物。胶体膜的溶解使阴极表面局部暴露,致使局部电流密度增加,阴极极化增大,最后,达到CrO42-在阴极析出的电位而获得铬镀层。与此同时,在阴极表面新的胶体膜又不断生成。也就是说,膜的生成和溶解是循环往复地交替进行着,这样才能实现镀铬过程。综上所述,可获得以下结论:要使零件镀上铬镀层,阴极表面上生成一层胶体膜,而这种膜的生成必须有Cr3+和CrO42-存在时才有可能,SO42-的溶膜作用又是铬沉积不可缺少的条件。镀铬过程的特点1)阴极电流效率极低,往常只有13-18%。2)电解液中必须增添一定量的离子如硫酸根离子。3)阴极电流密度和槽电压均比一般电镀种类要高。18v1.0可编写可改正4)镀液的分别能力极差。5)操作温度与阴极电流密度的依靠关系显然。6)用铅或铅合金作为不溶性阳极。防备装修性镀铬防备装修性镀铬之目的是为了防备金属制品在大气中的腐化及赋于美丽的外观。这类镀层也常用于非金属材料上电镀。防备装修性镀铬大量应用于汽车、摩托车、自行车、缝纫机、钟表、家用电器、医疗器械、仪器仪表、家具、办公用品及日用五金等产品。防备装修镀铬的特点是:(1)镀层很薄,只要μm~μm;镀铬层对钢铁基体是阴极性镀层;因此,必须采用中间镀层才能达到防备基体金属腐化;镀层光明、平滑,拥有很好的装修外观。防备装修性镀铬可分为一般防备装修性镀铬和高耐蚀性防备装修性镀铬。前者采用普通镀铬溶液,合用于室内环境使用的产品;后者是采用特殊的工艺改变镀铬层构造,进而达到高的耐蚀要求,合用于室外较严酷条件下的产品。镀铬的阴极过程只管镀铬液较简单,但铬的沉积机理甚为复杂。对于金属铬是三价铬仍是六价铬复原的问题,根据文件已有定论。Kasper经过用放射性铬(Cr51)作示踪原子的实验断定并被证实:金属铬是从六价铬直接复原的。以后,Coughlin给出CrO3和1/2Cr2O3的生成自由能分别为-和-,表示六价铬要比三价铬稍易复原。除氢镀铬过程析氢强烈,镀层中含有氢,原子氢也向基体中扩散,容易造成基体的氢脆,故镀铬后根据设计要求一般需进行除氢办理。除氢温度为180℃~200℃,时间2h~4h,对于高强度钢、弹簧钢上镀铬,除氢是必要的工序。19v1.0可编写可改正铝及铝合金的阳极氧化概括金属转变膜是指金属表面的原子层与某些特定介质的阴离子反响后,在金属表面生成的膜层。转变膜同金属上别时覆盖层不同,它的生成必须有基体金属的直接参与,且自己转变为成膜产物,因此,膜层与基体拥有很好的结协力。经过化学作用在金属表面形成转变膜的过程称为化学转变;经过电化学作用形成氧化物膜的过程称为电化学转变,也叫阳极转变。阳极氧化:指采用电化学方法,零件作阳极,生成拥有保护作用的氧化膜的方法。1.硫酸阳极氧化膜铝及铝镁合金在硫酸液中取得的阳极氧化膜无色透明,含锰或硅的铝合金的氧化膜则为浅灰色或棕灰色。纯铝的膜层厚度可达40μm,一般防备—装修性氧化膜厚为5~20μm。硫酸氧化膜多孔,吸附能力较强,孔隙率为10~15%,膜层适合染色或电解着色,用于装修或作识别标记。为提高膜的防备性能应进行关闭办理,在使用条件恶劣或耐蚀性要求较高时,还需要补充涂漆。漆膜与氧化膜拥有优秀的结协力。铝及其合金零件和在湿热带使用的产品,一般先进行阳极氧化后,再用重铬酸盐关闭办理。2.铬酸阳极氧化膜铬酸阳极氧化膜不透明,拥有乳白色、浅灰色至深灰色的外观,膜层较薄,仅有2~5μm,对氧化零件的尺寸变化小,可保持原来的精度和表面粗拙度,合用于精细零件氧化。膜层致密性
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