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第三章 电镀和化学镀 ;3．1 电镀;目的：改善材料的外观，提高材料的各种物理化学性能，赋予材料表面特殊的耐蚀性、耐磨性、装饰性、焊接性及电、磁、光学性能等。 镀层厚度：一般为几微米到几十微米。 特点：电镀工艺设备较简单，操作条件易于控制，镀层材料广泛，成本较低，因而在工业中广泛应用，是材料表面处理的重要方法。;镀层分类;⑤电性能镀层：例如Au，Ag镀层等，既有高的导电率，又可防氧化，避免增加接触电阻。 ⑥磁性能镀层：例如软磁性能镀层有Ni-Fe，Fe-Co镀层；硬磁性能有Co-P，Co-Ni，Co-Ni-P等。 ⑦可焊性镀层：例如Sn-Pb，Cu，Sn，Ag等镀层。可改善可焊性，在电子工业中广泛应用。 ⑧ 耐热镀层：例如Ni-W，Ni，Cr镀层，熔点高，耐高温。 ⑨修复用镀层：一些造价较高的易磨损件，或加工超差件，采用电镀修复尺寸，可节约成本，延长使用寿命。例如可电镀Ni，Cr，Fe层进行修复。;镀层分类;镀层分类;如何合理选用镀层;3.2 电镀的基本原理;电沉积的基本条件;金属还原的可能性;3．2．1电镀溶液 ;2.?配合剂。配合剂与沉积金属离子形成配合物，改变镀液的电化学性质和金属离子沉积的电极过程，对镀层质量有很大影响，是镀液的重要成分。常用配合剂有氰化物、氢氧化物、焦磷酸盐、酒石酸盐、氨三乙酸、柠檬酸等。 3. 导电盐。其作用是提高镀液的导电能力，降低槽端电压，提高工艺电流密度. 例如镀镍液中加入Na2SO4。导电盐不参加电极反应，酸或碱类也可作为导电物质。;4.?缓冲剂。在弱酸或弱碱性镀液中，pH值是重要的工艺参量。加入缓冲剂，使镀液具有自行调节pH值能力，以便在施镀过程中保持pH值稳定。缓冲剂要有足够量才有较好的效果，一般加入30～40g／L，例如氯化钾镀锌溶液中的硼酸。 5. 阳极活化剂。在电镀过程中金属离子被不断消耗，多数镀液依靠可溶性阳极来补充，使金属的阴极析出量与阳极溶解量相等，保持镀液成分平衡。加入活性剂能维持阳极活性状态，不会发生钝化，保持正常溶解反应。例如镀镍液中必须加入Cl-，以防止镍阳极钝化。 ;6.? 镀液稳定剂。许多金属盐容易发生水解，而许多金属的氢氧化物是不溶性的。???成金属的氢氧化物沉淀，使溶液中的金属离子大量减少，电镀过程电流无法增大，镀层容易烧焦。 7.? 特殊添加剂。为改善镀液性能和提高镀层质量，常需加入某种特殊添加剂。其加入量较少，一般只有几克每升，但效果显著。这类添加剂种类繁多，按其作用可分为：;特殊添加剂;3.2.2 金属的电镀过程 ;金属沉积过程; 3．电荷转移步骤：反应粒子在阴极表面得到电子形成吸附原子或吸附离子的过程称为电荷转移步骤，又称为电化学步骤，这里主要发生电荷从阴极表面转移到反应粒子的过程，这是电沉积过程的重要步骤。 4．结晶步骤: 吸附原子通过表面扩散到达生长点而进入晶格，或吸附原子相互碰撞形成新的晶核并长大成晶体。 ;3.2.3 金属离子的放电位置;3.3 金属的电结晶;3.3.2 电极反应与极化;2．配盐镀液中金属离子的还原 3．金属阳极的溶解 电镀过程中，阳极与阴极是相辅相成的一对，阳极也起着重要作用。多数镀种都采用可溶性阳极，阳极金属发生氧化反应，产生金属离子。产生的离子数量应与阴极上析出的数量相等，才能保持镀液稳定。;3.4 影响电镀层质量的基本因素;3.4.1 镀液的影响;③附加盐的作用:除可提高镀液的电导性外，还可增强阴极极化能力，有利于获得细晶的镀层。 ④添加剂的作用:添加剂在镀液中的作用有两种主要方式：其一，形成胶体吸附在金属离子上，阻碍金属离子放电，增大阴极极化作用；其二，吸附在阴极表面上，阻碍金属离子在阴极表面上放电，或阻碍放电离子的扩散，影响沉积结晶过程，并提高阴极极化作用。添加剂能改善镀层组织，表面形态，物理、化学和力学性能。 ;3.4.2 电镀规范的影响;③周期换向电流的作用：周期性地改变直流电流方向可适当控制换向周期、电镀时间和退镀时间，可使镀层均匀、平整、光亮。因为退镀时，可去除劣质镀层和镀件凸出处较厚的镀层。 ④温度的影响： 通常温度升高，阴极极化作用降低，镀层结晶粗大；但允许提高电流密度上限，并使阴极电流效率提高，改善镀层韧性和镀液的分散能力，减少镀层吸氢量。不同的镀液有其最佳温度范围。 ⑤搅拌的影响：搅拌增强电解液的流动，降低阴极的浓差极化，使镀层结晶粗大，但搅拌允许提高电流密度，这可抵消降低浓差极化的作用，并提高生产率。搅拌还可增强整平剂的效果。;3．4．3 pH值及析氢的影响;3.4.4 基体金属对镀层的影响;3.4.5 前处理的影响;3.5 合金电镀;3.5.1 电镀合金的特点;合金镀层有如下主要特点：;（4）合金镀层可具备比组成它们的单金属层更耐磨、耐蚀、更耐高温，并有更高硬度和强度。但延展性