金屬電鍍的基本常識(shí)與問答

1、金屬電鍍的基本常識(shí)與問答1. 1電鍍定義電鍍(electroplating)是一種電離子沉積過程(electrodepos- ition process), 是利用電極(electrode)通過電流，使金屬附著在物體表面上，其目的為 改變物體表面的特性或尺寸。1. 2電鍍目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit),改變基材表面性質(zhì)或尺寸。例如賦 予金屬表面的光澤美觀、 物品防銹、防止磨耗；提高導(dǎo)電度、 潤(rùn)滑性、 強(qiáng)度、耐熱性、耐候性；熱處理的防滲碳、氮化；尺寸或磨耗的零件 修補(bǔ)。1. 3各種鍍金方法電鍍法 (electroplating) 無電鍍法 (electroless plating)

2、 熱浸法(hot dip plati ng)熔射噴鍍法(spray plat in g) 塑料電鍍 (plastic plating) 浸漬電鍍 (immersion plating) 滲透鍍金 (diffusion plating) 陰極濺鍍 (cathode supptering) 真空離子電鍍 (vacuum plating) 合金電鍍 (alloy plating) 復(fù)合電鍍 (composite plating 局部電鍍 (selective plating) 穿孔電鍍 (through-hole plating) 筆電鍍 (pen plating) 電鑄 (electroformi

3、ng) 1.4 電鍍基本知識(shí) 電鍍大部分是在液體 (solution) 下進(jìn)行，而且大多是在水溶液 (aqueous solution) 中電鍍，大約有 30 種的金屬可由水溶液進(jìn)行電鍍，例如：銅 Cu鎳Ni、鉻Cr、鋅Zn、鎘Cd"、鉛Pb、金Au、銀Ag、乍白Pt、鉆 Co 錳 Mn、銻 Sb 鉍 Bi、汞 Hg、鎵 Ga、銦 In、鉈、As、Se Te Pd、 Mn、 Re、 Rh、 Os、 Ir、 Nb、 W 等等。有些金屬必須由非水溶液進(jìn)行電鍍，例如：鋰、鈉、鉀、鈹、鎂、鈣、 鍶、鋇、鋁、 La、 Ti、 Zr、 Ge、 Mo 等等。可由水溶液及非水溶液的電 鍍金屬有：銅、

4、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鉆、鎳等等。還包括以下幾項(xiàng)：溶液性質(zhì) 物質(zhì)反應(yīng) 化學(xué)式 電化學(xué) 界面物理化學(xué) 材料性質(zhì)1.4.1 溶液被溶解之物質(zhì)稱為溶質(zhì)(solute),使溶質(zhì)溶解之物質(zhì)稱為溶劑(solute)。 溶劑為水之溶液稱之水溶液(aqueous solution)。表示溶質(zhì)溶于溶液中之 量為濃度(coneentration)。在一定量的溶劑中，溶質(zhì)能溶解之最大量值 稱之溶解度(solubility)。達(dá)到溶解度值之溶液稱之為飽和溶液(saturated solution)，反之為非飽和溶液(unsaturated solution)。溶液之濃度，在生 產(chǎn)和作業(yè)管理中，使用易了解和方便的重量

5、百分比濃度(weight pereentage)和常用的摩爾濃度(molal concentration)。1.4.2 物質(zhì)反應(yīng) (reaction of matter) 在電鍍處理過程中，有物理變化及化學(xué)變化，例如研磨、干燥等為物 理反應(yīng)，電解過程有化學(xué)反應(yīng)，我們必須充分了解在處理過程中的各種物理和化學(xué)反應(yīng)的相互關(guān)系及影響1.4.3 電鍍常用之化學(xué)式1.溫度之換算：OC =5/9（0oF-32） OoF=1.80C =32 OK=OC =2732 .密度：D=M/V M=質(zhì)量 V二體積3 .比重：S.G=物質(zhì)密度/水的密度（4C時(shí)）4.波美： （Baume） Be' =14545/比

6、重 比重=145/145- Be'例如：20%H2SO4溶液，在20C是其Be值是17,求該種液體比重是多少？答：該種液體比重 =145/145-17=145-128=1.135 .合成物之水分比：例如，NiSO4, 7H2O中含水多少？答： NiSO4， 7H2O=280.87 7H2O=126 H2O%=126/280.87*100%=44.9%6. 比率：例如，鍍鉻槽有 400加侖溶液含 500磅鉻酸，問同樣的濃 度， 100 加侖鍍鉻液需要含多少鉻酸？400/500=100/X X=125 答：需要量 1 25磅鉻酸。7. 溶液的重量換算成容積：例如，96%H2SO4，比重1.

7、854求配制1 公升標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液需要多少毫升 96%H2SO4 ?一公升的標(biāo)準(zhǔn)酸液的硫酸重量=98/2=49 克 49 克/ （1.8354 克）/ （mix 0.96） =27.82ml答：需要 27.82ml 的 96%H2SO48. 中和：例1,用14.4ml的1N的溶液中和310ml的NaOH溶液，求NaOH溶液之當(dāng)量濃度？ 14.4ml x 1N=10ml x xN x=1.44答：NaOH溶液之當(dāng)量濃度為1.44N例2, 1.1738N的HCI溶液中和10ml的1.1034N NaOH溶液，求需HCI溶液多少毫升？ xml x 1.1738N=10mlx 1.1034N x=9.4

8、ml答：需要9.4ml的1.1738N的HCI溶液。9.法拉第定律(Faraday ' s Law例 1 ， 計(jì)算用 5 安培電流經(jīng)過 5 小時(shí)，銅沉積重量，其電流放電率為100%沉積重量二(原子量/ (原子價(jià)x 96500) x (電流X寸間x電流效應(yīng))W=(A/(n x 96500) x (I x Tx CE)W=(63.54/(2 x 96500) x (5x 5x 60x 60x 100%)=31.8g答：可沉積31.8g的銅。例 2， 要在 10分鐘鍍 2.5克的鎳在 NiSO4 鍍液需要多大電流？ 設(shè)電流效率為 100%，I=(n x96500)/(A) x (W)/(T

9、xCE)=(2 x 96500)/(58.69) x (2.5)/(10 x 60x 100%)=13.7A答：需要13.7A電流例3,鍍件表面積為1000cm2,在硫酸銅鍍液中通過15A電流，電流 效率 100%，求鍍銅 51m 所需要的時(shí)間。銅密度為 8.93g/cm3t=(n x 96500x D)/(A) x (area x d)/(I x CE)=(2 x 96500x 8.93)/(63.45) x (1000 x 5x 10-4)/(15 x 100%)=900秒=15分鐘 答：所需時(shí)間為 15分鐘。例4,鍍件表面積為1.5m2,平均電流為1500A,15分鐘鍍得平均鋅鍍層251

10、m,鋅的密度為 7.14g/m3,鋅的原子量為 65.38,求電流效率？CE二WAct/WThenX 100%=(1.5m2 x 251mx 7.14g/m3)/( 65.38)/(2x 96500) x 1500 x 15 x 60) x 10(答：其電流效率為 59%例5,酸性鍍錫溶液做連續(xù)性銅片鍍錫，銅片0.9m寬，銅片的進(jìn)行速度500m/min，電流密度5000A/m2，上下兩面欲鍍上0.41m錫厚，電流效率100%,錫的密度7.31g/cm3，原子量118.7，求電鍍槽需要多少m 長(zhǎng)？槽長(zhǎng) L=(n x 96500x D)/(A) x (S x d)/(DI x CE)=(2 x 96500x 7.31g/cm3)/(118.7) x (500m/min x 0.41m)/(5000A/m2 x 100%=8m 答：所需要的長(zhǎng)度為 8 米。例6,使用不溶性陽極鍍鉻，電流效率為18%,通過電流為100