电镀的原理原理.ppt

1、電 鍍 簡 介,報告人：裴玉龍,大 綱,1. 功能和目的 2. 原理和方式 3. 鍍層的要求 4.工藝流程 5.電鍍安全知識 6.常用電鍍朮語,電鍍的功能和目的,1.一般電鍍的功能和目的 (1)防護性電鍍：提高金屬零件在使用環境中的抗蝕性能:鍍鋅鋼管。 (2)裝飾性電鍍：裝飾零件的外表,使其光亮美觀：首飾，金佛 (3)功能性電鍍： 提高零件表面硬度,耐磨性：輪胎鋼圈鍍鉻; 增加金屬表面的反光和防反光能力：燈飾 提高導電性能：塑膠電鍍，鍍金、銀; 提高導磁性能：磁盤鍍鎳; 提高光的反射性能：汽車燈反光底罩 防止局部滲碳,滲氮：鋼材鍍鎳鉻前用鍍銅打底; 修復尺寸:精密儀器 耐熱性：塑膠電鍍; 釬焊

2、性：連接器焊錫,2.連接器電鍍的目的與功用,電鍍的功能和目的,鍍層的腐蝕,腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕 化學腐蝕：液体或气体直接接触金屬的表面與其發生化學反應生成相應的化合物而引起的腐蝕. 黃金在常用的金屬中，耐腐蝕性能最好。所以連接器為了确保其接触部分的接触信賴性, 在其接触部位進行鍍金處理, 電化學腐蝕：金屬和電解質溶液接触時由于電化學作用而引起的腐蝕 原因：形成了原電池在此腐蝕電池中負極發生氧化,鍍層的腐蝕,原電池形成：,因為銅和鎳接触之間存在較大電位差(Cu2+/Cu=+0.520 V, Ni2+/Ni=-0.246),在潮濕的環境中，組成了原電池,鎳鍍層成為原電池的陽極,失去電子而被

3、氧化腐蝕,加快鎳鍍層的腐蝕.,電極電位：某金屬和它的鹽溶液組成的電極相對于標准氫電極的電動勢。即兩極之間的電壓。,Cu/ Cu2+=+0.520 V & Ni2+/Ni=-0.246 V Fe+/ Fe2+=-0.441 V & Zn2+/Zn=-0.762 V,金屬活動順序： K Na Mg Al Zn Fe Co Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,鍍層的防腐,防止化學腐蝕：進行鍍金或鍍銀處理 防止原電池腐蝕： 1.鍍層本身的化學性質：采用電極電位較低的鍍層保護底材 2.提高鍍層的厚度 3.減少鍍層的孔隙 4.改良環境。比如：要海運的連接器最好采用隔絕包裝甚至采用真空包

4、裝,電鍍定義：當具有導電表面的制件與電解質溶液接觸,在外電源作用下,發生氧化還原反應,在其表面沉積上一層金屬的過程.,陽極: M ne = M n+ 陰極: Mn+ + ne = M,電鍍的原理,電鍍必須具備條件： 1.整流器: 直流電源 2.陽 極: 可溶/不可溶性陽極 (氧化反應) 3.陰 極: 被鍍零件(還原反應) 4.電鍍液: 金屬離子、電解質、添加劑,電鍍的原理,1.法拉第一定律:電解生成物與所通入的電量成正比 w Q 2.法拉第二定律:通入一定的電量,各物質生成的量與 其化學當量成正比 w A (Q 一定) w Q A I T A w = - Z 96500,電鍍的原理,極限電流密

5、度:,膜 厚,電 流,極限 電流密度,電流密度:單位面積所承受的電流,電鍍的原理,Hull Cell 試驗,電鍍的原理,原理： 1.連續不等的距离 2.連續不等的電流密度 3.得到一外觀合格鍍層的工藝條件(如:電流密度.T.pH等) 應用： 添加劑.不純物的影響,幫助 分析鍍液產生故障的原因,電鍍的方式,1.2.3 噴鍍,1.2.2 滾鍍,1.2.1 挂鍍,1.2.4 刷鍍,1.2.5 其它 真空電鍍 點鍍 鐳射電鍍 離子濺射 ,槽液,刷鍍原理:是利用與陽極接觸的刷鍍布提供電鍍所需的電解液的電鍍方法,電鍍時被鍍陰極與Brush罩頭作相對移動.,電鍍的方式,目前市場上有專利的DEGUSSA罩頭，

6、選鍍能力可以精確到0.2mm。,鍍層的要求,鍍層的最基本要求: a.與基體金屬結合牢固,附著力好 b.鍍層完整,結晶細致緊密,孔隙率小 c.具有良好的物理,化學及機械性能 d.具有符合標准規定的厚度,而且均勻,電鍍工藝流程,所有電鍍基本流程： 前處理 電鍍 后處理 連續電鍍具体流程：,Materials,preparation,Electro-,cleaning,Acid,activation,Overall Ni,plating,Pd/Ni plating -,contact area,Au plating -,contact area,Sn/Pb plating,- compliant o

7、r,solder area,Hot air drying,Packaging,Water cleaning,前處理,電鍍,后處理,1.連接器電鍍特殊藥品 a.劇毒物品: 氰化金鉀KAu(CN)2 ， 剝金用到氰化鉀KCN (0.1g可以致命) b.刺激性藥品: 氨水 c.重金屬: 鉛 鎳 d.腐蝕性物品： 脫脂劑 錫鉛酸 硫酸 2.配帶口罩, 接觸機台,藥品，要及時洗手,電鍍安全知識,1. 電鍍: 在外電源作用下,被迫發生氧化還原反應,從而使金屬或非金屬工件表面上沉積一層金屬的方法. 2.電解: 在外電源作用下,發生氧化還原反應的過程. 3.化學鍍: 發生氧化還原反應,從而使金屬或非金屬工件表

8、面再沉積一層金屬的方法. 4.電極: 金屬和電解質溶液(離子導電相)直接接觸所構成的體系稱為電化學電極,簡稱電極. 5.氧化還原反應: 有氧化數變化或電子轉移的化學反應.,電鍍常用朮語,6.電極電量: 產生在金屬和它的鹽溶液之間的電量叫金屬的電極電量. 7.電導率: 指長1m,截面積為1m2的導體的電導.單位為數n-1,m-1). 8.電導: 電阻的倒數 單位為(n-1). 9.內應力: 由於種種原因引起鍍層晶體結構的變化,常會使其被伸長或縮短,但因鍍層被固定基體金屬上,遂使鍍層處於受力狀態,這種作用於鍍層單位面積上的內力.就稱為內應力.,電鍍常用朮語,10.刷鍍: 使用不溶性陽極,陽極表面覆

9、有吸附材料,這些吸附材料浸在電解液中,在完全浸潤的情況下,將陽極與陰極(鍍件)相接觸,電沉積便發生了.這種電鍍方式稱為刷鍍 11.浸鍍: 將陰極全浸(或部分)浸在槽液中,以得到鍍層的方式,稱為浸鍍. 12.噴鍍: 使用不溶性陽極,用控制電解液與待鍍工件接觸部位的工具具(如刻孔皮帶),使工件通過時,電解液只沿規定方向與工件接觸,在接觸部位生成鍍層的方法.,電鍍常用朮語,13.氫脆: 氫離子在陰極被還原後,一部分以H2逸,出一部分以原子氫的狀態滲入基體金屬及鍍層的韌性下降而變脆.這稱為氫脆. 14.針孔: 氫在陰極析出後,若在電鍍過程中,氫氣泡總是滯留在一個地方,就會在鍍層中形成空洞或縫隙,亦稱針

10、孔. 15.麻點: 若氫氣泡在陰極上附著得不牢固,發生周期性的滯留與脫落,就會出現麻點. 16.白針: 鍍金部位未鍍到金,稱為白針. 17.燒焦: 指鍍層發黑.,發暗等現象.,電鍍常用朮語,18.Sn/Pb白霧: Sn/Pb槽液附著在鍍層上形成的霧狀物. 19.脫皮: 鍍層與其體金屬或鍍層與鍍層之間接觸不好,或附著性差,使鍍層鬆散脫落,稱為脫皮. 20.陰極: 電化學上析出金屬或氫氣的電極發生還原. 21.陽極: 金屬發生電化學溶解,或不溶性的場合,發生陰離子氧化的電極,發生氧化 22.電流密度: 電極的單位面積上通過的電流. 23.Hull槽試驗: 觀察在各種電流密度或不同條件下,電極表面鍍層變化的一種特殊形狀電解槽的試驗.,電鍍常用朮語,24.酸洗: 將工件浸入酸溶液中,以去除表面氧化皮的過程. 25.脫脂: 將工件表面油污去除的過程. 26