1.1電鍍定意
電鍍(electroplating)是一種電離子沉積過(guò)程(electrodepos-itionprocess)，是利用電極(electrode)通過(guò)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(wú)電鍍法(electrolessplating)
熱浸法(hotdipplating)熔射噴鍍法(sprayplating)
塑料電鍍(plasticplating)浸漬電鍍(immersionplating)
滲透鍍金(diffusionplating)陰極濺鍍(cathodesupptering)
真空離子電鍍(vacuumplating)合金電鍍(alloyplating)
復(fù)合電鍍(compositeplating局部電鍍(selectiveplating)
穿孔電鍍(through-holeplating)筆電鍍(penplating)
電鑄(electroforming)
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(aqueoussolution)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、鉑Pt、鈷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�？捎伤芤杭胺撬芤旱碾婂兘饘儆校恒~、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、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(aqueoussolution)。表示溶質(zhì)溶于溶液中之量為濃度(concentration)。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(saturatedsolution)，反之為非飽和溶液(unsaturatedsolution)。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百分比濃度(weightpercentage)和常用的摩爾濃度(molalconcentration)。
1.4.2物質(zhì)反應(yīng)(reactionofmatter)
在電鍍處理過(guò)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(guò)程有化學(xué)反應(yīng)，我們必須充分了解在處理過(guò)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:0℃=5/9(0oF-32)0oF=1.80℃=320K=0℃=273
2密度：D=M/VM=質(zhì)量V=體積
3比重：S.G=物質(zhì)密度/水的密度(4℃時(shí))
4波美：(Baume′)Be′=145-145/比重比重=145/145-Be′
例如：20%H2SO4溶液，在20℃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=1.13
5合成物之水分比：例如，NiSO4，7H2O中含水多少？
答：NiSO4，7H2O=280.877H2O=126H2O%=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(wèn)同樣的濃度，100加侖鍍鉻液需要含多少鉻酸？
400/500=100/XX=125答：需要量125磅鉻酸。
7溶液的重量換算成容積：例如，96%H2SO4，比重1.854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)/(ml×0.96))=27.82ml
答：需要27.82ml的96%H2SO4
8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×1N=10ml×xNx=1.44
答：NaOH溶液之當(dāng)量濃度為1.44N
例2，1.1738N的HCl溶液中和10ml的1.1034NNaOH溶液,求需HCl溶液多少毫升?xml×1.1738N=10ml×1.1034Nx=9.4ml
答：需要9.4ml的1.1738N的HCl溶液。
9法拉第定律(Faraday′sLaw)
例1，計(jì)算用5安培電流經(jīng)過(guò)5小時(shí)，銅沉積重量，其電流放電率為100%
沉積重量=(原子量/(原子價(jià)×96500))×(電流×?xí)r間×電流效應(yīng))W=(A/(n×96500))×(I×T×CE)
W=(63.54/(2×96500))×(5×5×60×60×100%)=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×96500)/(A))×((W)/(T×CE))
=((2×96500)/(58.69))×((2.5)/(10×60×100%))=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(guò)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/cm3
t=((n×96500×D)/(A))×((area×d)/(I×CE))=
((2×96500×8.93)/(63.45))×((1000×5×10-4)/(15×100%))
=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251m,鋅的密度為7.14g/m3,鋅的原子量為65.38,求電流效率？CE=WAct/WThen×100%
=((1.5m2×251m×7.14g/m3)/((65.38)/(2×96500))×1500×15×60))×100%=59%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×96500×D)/(A))×((S×d)/(DI×CE))=
((2×96500×7.31g/cm3)/(118.7))×((500m/min×0.41m)/(5000A/m2×100%))
=8m答：所需要的長(zhǎng)度為8米。
例6，使用不溶性陽(yáng)極鍍鉻，電流效率為18%，通過(guò)電流為1000A/小時(shí)，不考慮帶出損失，求需要補(bǔ)充多少CrO3,以維持鍍液中鉻的濃度？鉻原子量為52，氧原子量為16
W=((A/(n×96500))×(I×t×CE)=((52/(6×96500))×(1000×18%)
WCro3=58.1×CrO3/Cr=58.1×100/52=112g
答：需要補(bǔ)充CrO3112g |
