《電鍍與電刷度》PPT課件

《《電鍍與電刷度》PPT課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、表面工程第4章電鍍及化學(xué)鍍4.1電鍍與電刷度14.1.1電鍍電解：在外加直流電源的作用下，電解質(zhì)的陰陽(yáng)離子兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。（1）電解與電鍍電解CuCl2溶液示意圖陰極（還原反應(yīng)）:陽(yáng)極（氧化反應(yīng)）:Cu2++2e＝Cu2Cl－－2e＝Cl2↑電鍍反應(yīng)是一種典型的電解反應(yīng)2電鍍：是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，在直流電的作用下，以被鍍金屬基體為陰極，以欲鍍金屬或其它惰性導(dǎo)體為陽(yáng)極，通過(guò)電解作用，在基體表面獲得結(jié)合牢固的金屬鍍層的表面工程技術(shù)。銅的電解精煉：粗銅（含Zn、Fe）純銅硫酸銅溶液硫酸銅溶液銅鍍件目的:耐蝕、耐磨、裝飾、釬焊及導(dǎo)電、磁、光學(xué)一般為幾微米到幾十微

2、米鍍銅3（2）電鍍裝置及原理（以鍍銅為例）②兩電極：陰極還原反應(yīng)：Cu2++2e→Cu(形成鍍層)陽(yáng)極氧化反應(yīng)：Cu－2e→Cu2+(陽(yáng)極溶解)①外電路：直流電源、導(dǎo)線③電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液④電鍍的結(jié)果，硫酸銅溶液的濃度保持不變4電鍍涉及的基本問(wèn)題和理論解釋屬于電化學(xué)范疇，而沉積層物理性能方面的改變則屬于金屬學(xué)方面的范疇。從表面現(xiàn)象來(lái)看，電鍍是在外加電流的作用下，溶液中的金屬離子在陰極表面得到電子,被還原為金屬并沉積在其表面的過(guò)程，發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：Men++neMe但是實(shí)際情況則很復(fù)雜金屬離子進(jìn)行陰極還原時(shí)：沉積電位=平衡電位+金屬離子在陰極放電的過(guò)電位理論上

3、，只要陰極電位足夠負(fù)，任何金屬離子都可以還原沉積。但是在水溶液中進(jìn)行電沉積時(shí)，還存在H+和一些易還原的陰離子與金屬離子競(jìng)爭(zhēng)還原反應(yīng)，因此，有些還原電位很負(fù)的金屬離子在電極上不能實(shí)現(xiàn)還原沉積。5金屬離子在水溶液中能否還原，不僅取決于其本身的性質(zhì)，還取決于H+在電極上的還原電位。沉積電位=金屬離子的標(biāo)準(zhǔn)電位+（RT/nF）*lna+金屬離子的在陰極放電的過(guò)電位由沉積電位的計(jì)算公式可以看出，過(guò)電位是影響金屬離子沉積的關(guān)鍵因素。過(guò)電位主要由電化學(xué)極化和濃差極化產(chǎn)生，其大小直接影響金屬離子的沉積。6（3）電鍍時(shí)金屬電沉積的過(guò)程①液相傳質(zhì)：金屬的水合離子或絡(luò)離子從溶液內(nèi)部遷移到陰極表面；②

4、電化學(xué)還原：前置轉(zhuǎn)換和電荷轉(zhuǎn)移金屬離子在進(jìn)行電化學(xué)還原前，其主要存在形式在陰極附近或表面發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)變?yōu)閰⑴c電極反應(yīng)的形式，該過(guò)程為前置轉(zhuǎn)換；然后金屬離子再以此形式在陰極表面得到電子，還原為金屬原子，稱電荷轉(zhuǎn)移。如硫酸銅鍍液中鍍銅時(shí)Cu2+的還原過(guò)程為：Cu2++e=Cu+(前置轉(zhuǎn)換)Cu++e=Cu（電荷轉(zhuǎn)移）③電結(jié)晶：形核+長(zhǎng)大7（4）電鍍液主鹽：提供金屬離子，析出金屬易溶于水的鹽類絡(luò)合劑：鍍液的重要成分。能與主鹽的陽(yáng)離子絡(luò)合而成金屬絡(luò)離子。在電鍍過(guò)程中，能有效地促進(jìn)陰極極化作用，提高電解液的均鍍能力和深鍍能力，從而使鍍層結(jié)晶細(xì)致光滑；對(duì)保證鍍層質(zhì)量和電解穩(wěn)定性起重要作

5、用。如在氰化物電鍍液中用氰化物作絡(luò)合劑，在無(wú)氰電鍍液中用銨鹽、焦磷酸鹽、次氨（基）三乙酸等作絡(luò)合劑。目前大多是水溶液，在特殊情況下，也使用有機(jī)溶液或者熔融鹽鍍液。8導(dǎo)電鹽：提高鍍液的導(dǎo)電能力緩沖劑：穩(wěn)定pH值陽(yáng)極活化劑：促進(jìn)陽(yáng)極溶解的助溶陰離子添加劑：影響金屬離子在陰極析出的成分。光亮劑、整平劑、晶粒細(xì)化劑、潤(rùn)濕劑、應(yīng)力消除劑、鍍層硬化劑等9（5）影響電鍍層質(zhì)量的基本因素①鍍層金屬的本性②鍍液各種成分及濃度③電鍍規(guī)范電流密度、波形、溫度及攪拌等④pH值及析氫（可能導(dǎo)致鍍層鼓泡或者產(chǎn)生針孔）⑤基體金屬及表面質(zhì)量（基體金屬電位負(fù)于鍍層金屬，導(dǎo)致結(jié)合力不良）⑥前處理精整和清理→潔凈、

6、活性的晶體表面104.1.2電刷鍍工業(yè)化生產(chǎn)中，電鍍的實(shí)施方式多種多樣，常見(jiàn)的電鍍實(shí)施方式有：掛鍍：主要適用于外形尺寸較大的零件滾鍍：主要適用于尺寸較小，批量較大的零件電刷鍍：一般用于局部修復(fù)和局部性能改善高速連續(xù)電鍍：用于線材、帶材、板材的大批量生產(chǎn)11刷鍍又稱涂鍍、局部鍍、選擇性電鍍、筆鍍等。它是通過(guò)吸有電解液的包套作為陽(yáng)極與作為陰極的零件表面接觸，并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，電解液中的離子在陰陽(yáng)極之間進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，使金屬離子沉積，在零件表面形成金屬鍍層的過(guò)程12（1）原理與特點(diǎn)原理同電鍍——電沉積過(guò)程供電鍍液+鍍筆+擦試→電鍍層13（1）設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝靈活、操作方便，可以在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

7、（2）可以局部電鍍。（3）鍍層種類多，結(jié)合強(qiáng)度高。（4）沉積速度快，生產(chǎn)效率高。槽鍍的10～15倍。耗電量為槽鍍幾十分之一。（5）操作安全，對(duì)環(huán)境污染小。（6）勞動(dòng)強(qiáng)度大，消耗陽(yáng)極包纏材料。特點(diǎn)：14（2）電刷鍍?cè)O(shè)備專用直流電源、鍍筆及供液、集液裝置專用直流電源0~30V，0~150A鍍筆：由不溶性陽(yáng)極、絕緣手柄及散熱裝置組成15（3）刷鍍?nèi)芤航饘匐x子含量高、導(dǎo)電性好、性能穩(wěn)定、分散覆蓋能力好1)刷鍍?nèi)芤旱姆N類①預(yù)處理溶液:預(yù)處理溶液可分為電凈液和活化液兩類電凈液：用于清洗工件表面的油污。