電鍍與化學(xué)鍍

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1、第五章電鍍與化學(xué)鍍電鍍基礎(chǔ)知識電解沉積理論及電鍍絡(luò)合物理論介紹電解沉積理論及影響電鍍質(zhì)量的基本因素電刷鍍介紹電鍍應(yīng)用：多元鋅合金電鍍及其發(fā)展化學(xué)鍍基礎(chǔ)知識推薦參考書：化學(xué)鍍鎳1、安茂忠《電鍍理論與技術(shù)》，哈工大出版社2、方景禮，《多元絡(luò)合物電鍍》，國防工業(yè)出版社化學(xué)鍍銅3、徐濱士，《刷鍍技術(shù)》，天津科學(xué)技術(shù)出版社4、姜曉霞，《化學(xué)鍍理論與實踐》，國防工業(yè)出版社1電鍍即是通過還原反應(yīng)，將金屬離子還原在陰極表面進而生成致密均勻的金屬涂層的過程。電沉積基礎(chǔ)知識。電鍍的作用是什么？表面能鍍哪些金屬、合金？非導(dǎo)

2、體能夠電鍍嗎？電鍍液如何配置、工藝如何選擇？21800年，Brugnatelli提出鍍銀技術(shù)1840年，Elkintong氰化物鍍銀專利1843年，Bottgger提出鍍鎳1917年，Proctor提出了氰化物鍍鋅1923-1924年，F(xiàn)ink&Eldridge提出鍍鉻3認識電鍍基本原理4電鍍過程必須遵循的基本規(guī)律法拉第電解定律m=(M/n)*(Q/F)?K*j（F=96485.3383±0.0083C/mol）Nearnst公式5發(fā)展：合金電鍍；復(fù)合電鍍；電鍍非晶體；電刷鍍；非金屬電鍍；激光電鍍等新

3、技術(shù)、新方法250多種合金6電鍍液基本組成及其作用1、主鹽；2、導(dǎo)電鹽；3、絡(luò)合劑；4、緩沖劑；5、添加劑提供金屬提高電解質(zhì)導(dǎo)控制電解質(zhì)中控制電解質(zhì)的改善涂層質(zhì)量電性金屬離子濃度pH光亮離子降低槽電壓提高陰極極化；控制電極電位；整平濃度范圍改善涂層質(zhì)量；控制電解質(zhì)中潤濕需要優(yōu)化使多種金屬元析出沉淀消除應(yīng)力素工沉積可能。細化涂層組織限制7電鍍液質(zhì)量評定幾個準則電流效率分散能力(或稱均鍍能力)是指電解液使零件表面鍍層厚度均勻分布的能力。覆蓋能力是指電解液使零件深凹處沉積金屬鍍層的能力。8電鍍過程中陰極極化

4、的作用電極反應(yīng)速度Re?Ox+e9極化電位電解質(zhì)阻降濃差極化電化學(xué)極化類比于過飽和溶液中晶體析出，電解沉積CV2?RTln?中陰極的超電位（極化電位）越大，則越Crsk10容易析出細小的晶粒電沉積過程及鍍層的生長①液相傳質(zhì)步驟：金屬離子(水合離子或配離子)從溶液的內(nèi)部向電極表面擴散。②金屬離子在電場的作用下向電極表面的雙電層內(nèi)進行遷移(在這一步驟中金屬離子要脫去其表面的配體)。③電化學(xué)步驟：金屬離子在電極表面接受電子(放電)成吸附原子。④電結(jié)晶步驟：吸附原子向品格內(nèi)嵌入(形成鍍層)。111213絡(luò)合物

5、基本知識由配體提供電子對,通過配位鍵與金屬結(jié)合而形成的復(fù)雜化合物稱為組合物或配位化合物。特征：由配體提供一對末共用的電子而形成的化學(xué)鍵142262682?Cu(1s2s2p3s3p3d4s)2+226268?Cu(1s2s2p3s3p3d)N=4Cu2+＋NH3[Cu(NH)]2+3n15反應(yīng)平衡常數(shù)16金屬絡(luò)合物離子的電化學(xué)還原歷程絡(luò)離子參加的電鍍過程（X,Y為絡(luò)合物；E-電極）1）絡(luò)離子在電極表面附近轉(zhuǎn)化為能夠直接在表面放電的物資22????[ZnCN()]?4OH?[ZnOH()]?4CN442

6、??[ZNOH()]??ZnOH()2OH422)表面吸附與放電ZnOH()?ZnOH()

7、22吸附?ZnOH()

8、?2e?Zn?2OH2吸附17金屬共沉積基礎(chǔ)18金屬共沉積基礎(chǔ)金屬共沉積理論與鋅鎳合金電鍍析出電位越高，越易在陰極還原析出。絡(luò)合物的設(shè)計應(yīng)用在多元合金電金屬共沉積的陰極極化曲線鍍中起著至關(guān)重要的作用!!19正常共沉積：析出電位高的離子優(yōu)先析出正則共沉積-擴散控制非正則共沉積-陰極電勢控制平衡共沉積-組分金屬含量比等于電解液中各金屬離子濃度比。非正常共沉積異常共沉積-如Zn-Ni合金電鍍誘

9、導(dǎo)共沉積-從含有Ti/Mo/W等金屬鹽的水溶液中是不能電沉積出純金屬鍍層的，但當(dāng)與鐵族金屬—起電沉積時，可實現(xiàn)共沉積，這種共沉積稱為誘導(dǎo)共沉積。2021影響電鍍質(zhì)量的因素1、電解液的影響?電鍍液本性的影響?主鹽濃度的影響?游離酸度的影晌E-pH?無機鹽的影響:導(dǎo)電性、陰極極化?有機添加劑對鍍層結(jié)構(gòu)的影響22電鍍液本性影響鍍液主鹽特點類型簡單酸性環(huán)境，水合離子態(tài)：沉積速度快、通常陰鍍液硫酸鹽、氯化物、氟硼酸鹽、極極化較小。氟硅酸鹽、胺基磺酸鹽鍍液質(zhì)量較差，鍍層晶粒較粗大。絡(luò)鹽金屬絡(luò)合物離子態(tài)：沉積速度較

10、慢，陰極鍍液焦磷酸鹽、氰絡(luò)鹽、氨絡(luò)鹽、極化大。有機磷酸鹽、羧酸鹽鍍液質(zhì)量好；鍍層晶粒細。232、電鍍規(guī)范的影響電參數(shù)影響---電流密度:燒焦電流波形其它參數(shù)鍍液溫度、PH調(diào)整、添加劑攪拌3、析氫影響氫脆鍍液中[H+]濃度陰極極化鼓泡麻點24電鍍常用設(shè)備:掛鍍與滾鍍(小鍍廠)自動傳送(大型鍍廠)25電刷鍍m=(M/n)*(Q/F）26電刷鍍的應(yīng)用例電刷鍍修復(fù)轉(zhuǎn)子電刷鍍制備軸承耐磨涂層27電鍍應(yīng)用?單金屬鍍層：Zn,Cu,Cr、NiZn:-0.76V;陽極型