連接器電鍍原理 及工藝.ppt

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1、第一講電鍍原理簡介電鍍是一種用電解方法沉積具有所需形態(tài)的鍍層過程，其目的一般是改變表面的特性，以提供改善外觀、耐腐蝕介質(zhì)、抗磨損以及其它需要的性能，或這些性能的組合，但有時電鍍也用來改變尺寸。電解過程是在鍍液中進(jìn)行，鍍液可由熔鹽或不同類型的溶液組成，在生產(chǎn)實(shí)踐中幾乎都用水溶液。一、鍍液的組成和影響鍍層結(jié)晶的因素1、簡單鹽類或“酸性”鍍液2、絡(luò)合離子鍍液3、鍍液的成份：主鹽、導(dǎo)電鹽、PH值緩沖劑、濕潤劑、陽極溶解促進(jìn)劑、添加劑4、影響鍍層結(jié)晶的因素(1)溶液的本性及含量(2)操作條件：攪拌、PH值、溫度、電流密度(包括波形)二.沉積過程和機(jī)理1、金屬與金屬離子的電位

2、是由NernstEquation計(jì)算：E=E°+(0.059/n)log[Mn+]E=電解槽的電位值E°=標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位置(Standardelectrodepotential)n=電子數(shù)量[Mn+]=金屬離子的濃度-NernstEquation只適用于電鍍?nèi)芤合到y(tǒng)處于不平衡狀態(tài)時，即是有一個外來的電能量供應(yīng)到該系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行電鍍反映。-該外來的能量是由多種成份組成：·超電勢的濃度(Concentrationoverpotential)·活化超電壓(Activationovervoltage)ηact=a+blogｉ----------------Tafelequation

3、反應(yīng)物必須要具有足夠能量超越勢壘(potentialbarrier)才可以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。-陰極的超越勢能將離子的能級移近勢壘，就這樣離子便能夠容易超越勢壘而進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。2、電流效率：實(shí)際沉積的金屬重量與假定所有電流都在沉積上時應(yīng)有的重量之比(1)法拉第定律：沉積一定重量鍍層需要的電流與時間的乘積一個法拉第(96490±2.4A·sec)的電量可以析出一克當(dāng)量的物質(zhì)m=K*Q=K*Itm—電鍍析出(或溶解)物質(zhì)的重量(克)I—通過的電流強(qiáng)度(安培)t—通電的時間(小時)Q—通過的電量(安培*小時)K—比例常數(shù)(電化當(dāng)量)(2)陰極電流效率η=m=10-2*γ*S*

4、σγ—析出金屬的比重(克/厘米3)S—受鍍面積（分米2）σ—鍍層厚度（微米）mI*tK×100%3、極化分三種極化：活化極化、濃度極化、電阻極化安培I限制電流Limitingcurrent還原勢ReductionpotentialV電壓PolarizationCurve極化圖表4、傳質(zhì)過程存在三個因素：擴(kuò)散因素、離子的遷移率、溶液的攪拌5、氫的過電壓和氫脆由于氫的電位比一般普通的金屬在相同溶液內(nèi)的還原電位要正的多，因此如果不是氫的析出的活化極化異常的話，金屬要從水溶液中沉積就將是不可能的（沉積出來的將是氫而不是金屬）則電鍍中特別注意氫的過電壓。影響氫的過電壓因素

5、：(1)強(qiáng)烈的依賴陰極表面的本質(zhì)(2)陰極表面上存在吸附雜質(zhì)會提高氫的過電壓(表面的催化活化)一般氰化物鍍液中，氰放電的電位接近于金屬的沉積電位，則電流效率會降低。氫脆：氫與許多金屬同時析出，由于氫首先是以原子態(tài)產(chǎn)生，很容易被基體金屬吸附，并以分子狀態(tài)聚集其中，而達(dá)到超過金屬抗強(qiáng)度的壓力，并在其內(nèi)形成氣泡。6、燒焦或粉末沉積：限制電流（見極化圖）通過降低電流密度或提供較高的傳質(zhì)速度，如攪拌、高溫或較高的金屬濃度加入特殊物質(zhì)（添加劑）增大陰極極化作用，可以避免出現(xiàn)燒焦的鍍層。電鍍反應(yīng)中添加劑的效應(yīng)-如沒有添加劑，結(jié)晶的生長是不受控制，而導(dǎo)致不良的鍍層-添加劑的分子吸

6、收到表面時便會形成一層擴(kuò)散阻擋層，這阻擋層會減慢不受控制的還原反應(yīng)而生產(chǎn)有規(guī)則的排列。沒有添加劑的情況不受控制的晶格生長燒黑鍍層7、沉積層厚度的分布(1)電流分布:受陰極形狀和在溶液中的位置的影響(除電流流動規(guī)律的本性外)(2)金屬分布:受陰極電流效率隨電流密度的變化的影響(3)宏觀分散能力:分散能力、[Hull試驗(yàn)，不同電流密度的厚度]、深度能力、[角形陰極試驗(yàn)]。(4)微觀分散能力:整平性8、應(yīng)力沉積層中的應(yīng)力，由于晶格參數(shù)的不相配或外來物質(zhì)的夾帶而產(chǎn)生，例如氧化物或氫氧化物（水化的氧化物），水、硫、碳、氫或金屬雜質(zhì)，這些雜質(zhì)阻止正常晶格的形成，或者生成脆性的

7、晶粒間的沉積。注：有個別的基體材料本身的應(yīng)力也會影響到最底層的沉積層應(yīng)力。9、結(jié)合力在組成基體金屬晶粒的晶格表面，存在一個由晶格力延伸而成的力場，在沉積過程中達(dá)到表面的金屬離子，將被迫占據(jù)與基體金屬晶粒結(jié)構(gòu)相連續(xù)的位置，這種結(jié)合的強(qiáng)度就會接近于基體金屬本身的結(jié)合強(qiáng)度(除非可能存在著兩種品格的明顯不配)，因此,電鍍層的粘附強(qiáng)度就和基體的抗粘強(qiáng)度很接近。通常有這樣的印象，認(rèn)為電鍍的鍍層往往很容易剝落，實(shí)際上這是因?yàn)椴涣嫉碾婂儾僮魉斐桑话闶窃诨w的準(zhǔn)備方面，而不是由于結(jié)合力有什么本質(zhì)上的弱點(diǎn)。10、陽極（1）陽極過程：電鍍槽是由陰極、陽極和溶液共同構(gòu)成的一個整體，陽

8、極過程和陰