電鍍及化學(xué)鍍課件

表面工程第五章電鍍及化學(xué)鍍1/2/20231表面工程第五章電鍍及化學(xué)鍍12/12/20221主要內(nèi)容5.1電鍍5.2合金電鍍5.3復(fù)合鍍5.4電刷鍍5.5化學(xué)鍍1/2/20232主要內(nèi)容5.1電鍍12/12/202225.1電鍍電解：在外加直流電源的作用下，電解質(zhì)的陰陽(yáng)離子在兩極發(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↑

1/2/202335.1電鍍電解：在外加直流電源的作用下，電解質(zhì)的陰陽(yáng)離子在電鍍：是指利用電解原理，電解液中的金屬離子還原，并沉積到零件表面形成具有一定性能的金屬鍍層的過(guò)程。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:改善基體材料外觀，賦予材料表面各種物理化學(xué)性能，如耐蝕、耐磨、裝飾、釬焊及電、磁、光學(xué)性能。一般為幾微米到幾十微米厚。鍍銅1/2/20234電鍍：是指利用電解原理，電解液中的金屬離子還原，并沉積到零件1/2/2023512/12/20225電鍍層分類1）按性能分防護(hù)性鍍層：防腐蝕；防護(hù)裝飾性鍍層：防腐蝕、裝飾；功能性鍍層：明顯改善基體金屬某些特性。2）按鍍層與基體金屬的電化學(xué)活性分陽(yáng)極性鍍層：機(jī)械保護(hù)+電化學(xué)保護(hù)；陰極性鍍層：機(jī)械保護(hù)。1/2/20236電鍍層分類1）按性能分12/12/20226電鍍層必須滿足的基本條件1）與基體金屬結(jié)合牢固，附著力好；2）鍍層完整，結(jié)晶細(xì)致，孔隙少；3）鍍層厚度分布均勻。1/2/20237電鍍層必須滿足的基本條件1）與基體金屬結(jié)合牢固，附著力好；1（2）電鍍裝置構(gòu)成及原理（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)溶液電鍍過(guò)程中，硫酸銅溶液的濃度保持不變。1/2/20238（2）電鍍裝置構(gòu)成及原理（以鍍銅為例）②兩電極：①外電路：直（3）電鍍液主要組成：

主鹽、絡(luò)合劑、導(dǎo)電鹽、緩沖劑、陽(yáng)極活化劑、添加劑（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）。1/2/20239（3）電鍍液主要組成：12/12/20229主鹽：提供金屬離子，是析出金屬的易溶于水的鹽類。有單鹽、絡(luò)合鹽等；絡(luò)合劑：鍍液的重要成分。能與主鹽的金屬陽(yáng)離子絡(luò)合而成金屬絡(luò)離子。作用：在電鍍過(guò)程中，能有效地促進(jìn)陰極極化，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)定性起重要作用。如：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。1/2/202310主鹽：提供金屬離子，是析出金屬的易溶于水的鹽類。有單鹽、絡(luò)合導(dǎo)電鹽：提高鍍液的導(dǎo)電能力；緩沖劑：穩(wěn)定pH值在要求的范圍內(nèi)；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。如：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。1/2/202311導(dǎo)電鹽：提高鍍液的導(dǎo)電能力；12/12/202211金屬還原的基本條件和可能性還原條件：本身的電化學(xué)性質(zhì)金屬的還原電位與氫還原電位的相對(duì)大小1/2/202312金屬還原的基本條件和可能性還原條件：本身的電化學(xué)性質(zhì)1離子的放電順序陰離子：陽(yáng)離子：與金屬活動(dòng)順序相反。即K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+

Sn2+、Pb2+

(H+)Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+.得e能力依次增強(qiáng)除Au、Pt外的金屬做電極放電能力﹥陰離子。即：失e能力依次減弱

K、Ca、Na…Cu、Hg、Ag﹥S2－、I－、Br－、Cl－、OH－、NO3

－、SO4

2－1/2/202313離子的放電順序陰離子：陽(yáng)離子：與金屬活動(dòng)順序相反。即K+、（4）電鍍過(guò)程三個(gè)步驟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。③電結(jié)晶：晶核的形成和生長(zhǎng)1/2/202314（4）電鍍過(guò)程三個(gè)步驟①液相傳質(zhì)：金屬的水合離子或絡(luò)離子從溶配離子：配位化合物的中心離子與配位體鍵合形成的具有一定空間構(gòu)型和特性的復(fù)雜離子。1.鍍液的影響主鹽濃度：主鹽濃度越高，則濃差極化越小，導(dǎo)致結(jié)晶形核速率降低，所得組織較粗大。配離子：配離子使陰極極化作用增強(qiáng)，鍍層比較致密，鍍液的分散能力也較好，整平能力較高。附加鹽：附加鹽除可提高鍍液的電導(dǎo)性外，還可增強(qiáng)陰極極化能力，有利于獲得細(xì)晶的鍍層。（5）影響電鍍層質(zhì)量的基本因素1/2/202315配離子：配位化合物的中心離子與配位體鍵合形成的具有一定空間構(gòu)2.PH值的影響鍍液的PH值影響氫的放電電位、堿性?shī)A雜物的沉淀，還影響絡(luò)合物或水化物的組成以及添加劑的吸附程度。通過(guò)測(cè)定鍍液的PH值可以了解陽(yáng)極和陰極效率的高低。當(dāng)陽(yáng)極不溶時(shí)，鍍液中金屬離子逐漸減少，變得酸化。另一方面，陰極上氫的析出會(huì)使溶液堿化。所以電鍍時(shí)：如PH值上升，表明陰極效率比陽(yáng)極效率低；如PH值下降，陽(yáng)極效率比陰極效率低。1/2/2023162.PH值的影響12/12/2022163.電流參數(shù)的影響<1>電流密度。1）電流密度低，陰極極化作用小，鍍層結(jié)晶粗大，甚至沒(méi)有鍍層；2）隨電流密度提高，陰極極化作用增大，鍍層變得細(xì)密；3）電流密度過(guò)高，結(jié)晶沿電力線方向向電解液內(nèi)部迅速增長(zhǎng)，鍍層產(chǎn)生結(jié)瘤和枝狀結(jié)晶，甚至燒焦；4）電流密度極大時(shí)，陰極表面強(qiáng)烈析氫，PH變大，金屬堿鹽夾雜在鍍層中，鍍層發(fā)黑；5）電流密度增大，會(huì)使陽(yáng)極鈍化，導(dǎo)致鍍液中金屬離子缺乏。<2>電流波形。電流波形對(duì)鍍層質(zhì)量的影響，在某些鍍液中非常明顯。1）電流波形通過(guò)陰極電位和電流密度影響陰極沉積過(guò)程，進(jìn)而影響鍍層的組織結(jié)構(gòu)、甚至成分，使鍍層性能和外觀發(fā)生變化。2）三相全波整流和穩(wěn)壓直流相當(dāng)，對(duì)鍍層組織幾乎沒(méi)有影響，其它波形則影響較大。

1/2/2023173.電流參數(shù)的影響12/12/2022174.添加劑的影響（包括絡(luò)合物，平整劑，光亮劑等）添加劑：在電解液中加入少量某種物質(zhì)，能明顯地改善鍍層組織，使之平整，光亮，致密等，這些物質(zhì)叫添加劑。作用方式：①形成膠體吸附在金屬離子上，阻礙金屬離子放電，增大陰極極化作用；②吸附在陰極表面上，阻礙金屬離子在陰極表面上放電，或阻礙放電離子的擴(kuò)散，影響沉積結(jié)晶過(guò)程，并提高陰極極化作用。作用效果：添加劑有整平、光亮、潤(rùn)濕、消除內(nèi)應(yīng)力等作用，改善鍍層組織、表面形態(tài)、物理、化學(xué)和力學(xué)性能。1/2/2023184.添加劑的影響（包括絡(luò)合物，平整劑，光亮劑等）12/12/5.溫度的影響溫度升高，陰極極化作用降低，鍍層結(jié)晶粗大。原因：1）擴(kuò)散加速，濃差極化下降；2）離子的脫水過(guò)程加快，離子和陰極表面活性增強(qiáng)，也降低了電化學(xué)極化。實(shí)際生產(chǎn)中常采用加溫措施，目的是增加鹽類的溶解度，從而增加導(dǎo)電能力和分散能力，允許提高電流密度上限，提高陰極效率，減少鍍層吸氫量。不同的鍍液有其最佳的溫度范圍。1/2/2023195.溫度的影響12/12/2022196.攪拌的影響1）降低陰極極化，使晶粒變粗；2）提高電流密度，提高生產(chǎn)效率；3）增強(qiáng)整平劑的效果。1/2/2023206.攪拌的影響12/12/2022207.基體金屬對(duì)鍍層的影響<1>基體金屬性質(zhì)：鍍層的結(jié)合力與基體金屬的化學(xué)性質(zhì)及晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。1）基體金屬電位負(fù)于沉積金屬電位，就難以獲得結(jié)合良好的鍍層，甚至不能沉積。2）若材料（如不銹鋼、鋁等）易于鈍化，不采取特殊活化措施，也難得到高結(jié)合力鍍層。3）基體材料與沉積金屬的晶體結(jié)構(gòu)相匹配時(shí)，利于結(jié)晶初期的外延生長(zhǎng)，易得到高結(jié)合力的鍍層。<2>表面加工狀態(tài)1）鍍件表面過(guò)于粗糙、多孔、有裂紋，鍍層亦粗糙。2）在氣孔、裂紋區(qū)會(huì)產(chǎn)生黑色斑點(diǎn)，或鼓泡、剝落現(xiàn)象。3）鑄鐵表面的石墨有降低氫過(guò)電位的作用，氫易于在石墨位置析出，阻礙金屬沉積。1/2/2023217.基體金屬對(duì)鍍層的影響12/12/2022218.前處理的影響1）電鍍前，需對(duì)鍍件表面作精整和清理（去除毛刺、夾砂、殘?jiān)?、油脂、氧化皮、鈍化膜），使基體金屬露出潔凈、活性的晶體表面。才能得到健全、致密、結(jié)合良好的鍍層。2）前處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致鍍層起皮、剝落、鼓泡、毛刺、發(fā)花等缺陷。1/2/2023228.前處理的影響12/12/202222鍍鋅鍍銅鍍鎳鍍鉻鍍錫鍍銀鍍金常用單金屬電鍍1/2/202323鍍鋅常用單金屬電鍍12/12/2022235.2合金電鍍合金電鍍始于1835～1845年。20世紀(jì)20年代起還很少應(yīng)用于工業(yè)。目前有230多種電鍍合金體系，應(yīng)用的約有30余種。例：黃銅,白銅,Zn-Sn,Pb-Sn,Zn-Cd,Ni-CoNi-Sn,Cu-Sn-Zn定義：在一個(gè)鍍槽中，同時(shí)沉積含有兩種或兩種以上金屬元素的鍍層稱為合金電鍍。1/2/2023245.2合金電鍍合金電鍍始于1835～1845年。定義：在（1）合金共沉積的條件①兩種金屬中至少有一種金屬能從其鹽的水溶液中沉積出來(lái)。②共沉積的兩種金屬的沉積電位必須十分接近。如果相差太大，則電位較正的金屬將優(yōu)先鍍出來(lái)。

1/2/202325（1）合金共沉積的條件①兩種金屬中至少有一種金屬能從其鹽的水（2）實(shí)現(xiàn)共沉積的方法①改變鍍液中金屬離子的濃度比

增大較活潑金屬離子的濃度，使其電位正移；或降低較貴金屬離子濃度，使其電位負(fù)移，使兩者的電位接近。②采用適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑

金屬絡(luò)離子能降低離子的有效濃度，但對(duì)兩種金屬沉積時(shí)的極化作用有不同的影響。對(duì)析出電位較負(fù)不易鍍出的金屬，影響較??；而對(duì)電位較正、容易鍍出的金屬影響較大，使它在沉積時(shí)的電位變得更負(fù)、不易鍍出，從而使兩種金屬在沉積時(shí)的電位接近。③采用特定的添加劑

添加劑在鍍液中的含量比較少，一般不影響金屬的平衡電位；有些添加劑能顯著地增大或降低陰極極化，明顯地改變金屬的析出電位，從而對(duì)某些金屬沉積起作用，實(shí)現(xiàn)共沉積。例如添加明膠可使銅、鋁離子實(shí)現(xiàn)共沉積。1/2/202326（2）實(shí)現(xiàn)共沉積的方法①改變鍍液中金屬離子的濃度比12/1（3）合金電鍍的特點(diǎn)與熱冶金合金相比，主要特點(diǎn)：①容易獲得高熔點(diǎn)與低熔點(diǎn)金屬組成的合金，如Sn-Ni。②可獲得熱熔相圖沒(méi)有的合金,δ-銅錫合金。③容易獲得組織致密、性能優(yōu)異的非晶態(tài)合金，如Ni-P。④在相同合金成分下，電鍍合金與熱熔合金比，硬度高，延展性差。1/2/202327（3）合金電鍍的特點(diǎn)與熱冶金合金相比，主要特點(diǎn)：12/12/與單金屬鍍層相比，主要特點(diǎn)：①合金鍍層結(jié)晶更細(xì)致，鍍層更平整、光亮。②可以獲得非晶結(jié)構(gòu)鍍層，如Ni-P鍍層。③合金鍍層具有單金屬所沒(méi)有的特殊物理性能。④合金鍍層可具備比組成它們的單金屬層更耐磨、耐蝕、耐高溫，并有更高硬度和強(qiáng)度。⑤不能從水溶液中單獨(dú)電沉積的W，Mo，Ti，V等金屬可與鐵族元素（Fe，Co，Ni）共沉積形成合金。⑥可得到不同色調(diào)的合金鍍層，具有更好的裝飾效果。1/2/202328與單金屬鍍層相比，主要特點(diǎn)：12/12/202228（4）合金共沉積的類型1）正則共沉積。特征是基本上受擴(kuò)散控制。電鍍參數(shù)通過(guò)影響金屬離子在陰極擴(kuò)散層中的濃度變化來(lái)影響合金鍍層的組成。主要出現(xiàn)在單鹽鍍液中。2）非正則共沉積。特征是受擴(kuò)散控制程度小，主要受陰極電位的控制。某些電鍍參數(shù)對(duì)合金沉積的影響遵守?cái)U(kuò)散理論，另一些卻與擴(kuò)散理論相矛盾。同時(shí)，對(duì)于合金共沉積的組成的影響，各電鍍參數(shù)的表現(xiàn)都不像正則共沉積那樣明顯。主要出現(xiàn)在采用絡(luò)合物沉積的鍍液體系。1/2/202329（4）合金共沉積的類型1）正則共沉積。特征是基本上受擴(kuò)散控制3）平衡共沉積。兩種金屬?gòu)奶幱诨瘜W(xué)平衡的鍍液中共沉積，稱平衡共沉積。特點(diǎn)是在低電流密度下沉積層中的金屬含量比等于鍍液中的金屬含量比。很少見。4）異常共沉積。特點(diǎn)是電位較負(fù)的金屬反而優(yōu)先沉積，不遵循電化學(xué)理論，在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中還出現(xiàn)其他特殊控制因素，不符合正常概念。較少見。5）誘導(dǎo)共沉積。鉬、鎢和鈦等金屬不能自水溶液中單獨(dú)沉積，但可與鐵族金屬實(shí)現(xiàn)共析，稱誘導(dǎo)共析。能促使難沉積金屬共沉積的鐵族金屬稱為誘導(dǎo)金屬。1/2/2023303）平衡共沉積。兩種金屬?gòu)奶幱诨瘜W(xué)平衡的鍍液中共沉積，稱平衡（5）影響合金鍍層的因素

<1>鍍液中金屬濃度比的影響：是影響合金組成的最重要的因素。1）正則共沉積：提高鍍液中不活潑金屬的濃度，鍍層中不活潑金屬的含量按比例增加。2）非正則共沉積：提高鍍液中不活潑金屬的濃度，鍍層中不活潑金屬的含量也隨之提高，但卻不成比例。<2>鍍液中金屬總濃度的影響：1）在金屬濃度比不變的情況下，改變鍍液中金屬的總濃度，在正則共沉積時(shí)將提高不活潑金屬的含量，但不如改變?cè)摻饘贊舛葧r(shí)明顯。2）對(duì)非正則共沉積的合金組分影響不大，而且與正則共沉積不同，增大總濃度，不活潑金屬在合金中的含量視金屬在鍍液中的濃度比而定，可能增加也可能降低。1/2/202331（5）影響合金鍍層的因素<1>鍍液中金屬濃度比的影響：是影<3>絡(luò)合劑濃度的影響：如果絡(luò)合劑濃度的增加使其中某一金屬的沉積電位比另一金屬的負(fù)得較多，則此金屬在合金沉積中的相對(duì)含量將會(huì)降低。①單一絡(luò)合劑絡(luò)合兩種金屬離子：增加絡(luò)合劑濃度會(huì)使兩種離子的沉積電位都變負(fù)，但變負(fù)的程度不一致，從而鍍層中的合金比例發(fā)生變化。電位變負(fù)幅度大的，在鍍層中的含量就低。②兩種金屬離子各用不同的絡(luò)合劑絡(luò)合：若增大其中一種絡(luò)合劑的濃度，與其對(duì)應(yīng)的金屬離子沉積電位降低，鍍層中該金屬的含量就降低。1/2/202332<3>絡(luò)合劑濃度的影響：如果絡(luò)合劑濃度的增加使其中某一金屬的<4>添加劑的影響：添加劑的作用除了起光亮、整平作用外，還能起類似絡(luò)合劑的作用，通過(guò)對(duì)金屬離子極化作用的選擇性來(lái)控制在金屬鍍層中的含量。<5>PH值的影響：1）在含簡(jiǎn)單離子的鍍液中，PH值的變化對(duì)鍍層組成影響不大。2）在含絡(luò)離子的鍍液中，PH值的變化影響絡(luò)合離子的組成和穩(wěn)定性，故對(duì)鍍層組成影響較大。3）PH值的變化對(duì)鍍層物理性能的影響比對(duì)其組成的影響更大。1/2/202333<4>添加劑的影響：添加劑的作用除了起光亮、整平作用外，還能<6>工藝參數(shù)的影響①電流密度：電流密度提高，極化作用程度加大，有利于電位較負(fù)金屬的析出。②攪拌：一方面降低極化作用，另一方面給電極表面補(bǔ)充較正的離子。使鍍層中電位較正的金屬含量增加。③溫度：溫度升高，離子擴(kuò)散和對(duì)流速度上升，作用與攪拌類似。1/2/202334<6>工藝參數(shù)的影響12/12/2022345.3復(fù)合鍍定義：將固體微粒子加入鍍液中與金屬或合金共沉積，形成金屬基表面復(fù)合材料的過(guò)程，又稱分散鍍或彌散鍍。固體微粒：金屬氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等尼龍、聚四氟乙烯、聚氯乙烯石墨以及不溶于鍍液的金屬粉末。復(fù)合鍍層也含有兩種或兩種以上的成分：①基體金屬：即通過(guò)還原反應(yīng)而形成鍍層的那種金屬，是均勻的連續(xù)相。注意：不是被鍍的零件。②不溶性固體顆粒：通常不連續(xù)分散于基體金屬之中。1/2/2023355.3復(fù)合鍍定義：將固體微粒子加入鍍液中與金屬或合金共沉積（1）復(fù)合電鍍的優(yōu)點(diǎn)與熔滲法，熱擠壓法，粉末冶金法相比，復(fù)合電鍍具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：溫度低：熱加工法需要500～1000℃或更高溫度處理或燒結(jié)，很難制取含有機(jī)物的材料；復(fù)合電鍍大多在水溶液中進(jìn)行，很少超過(guò)90℃。操作簡(jiǎn)單，成本低：在一般電鍍?cè)O(shè)備、鍍液、陽(yáng)極、操作條件等基礎(chǔ)上略加改造即可（使固體顆粒在鍍液中充分懸?。?。同一基體金屬可鑲嵌一種或數(shù)種固體顆粒；同一種固體顆粒也可鑲嵌到不同的基體金屬中。而且，可使顆粒在復(fù)合鍍層中的含量從0～50％或更高的范圍內(nèi)變動(dòng)，使鍍層性質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的變化?？捎昧畠r(jià)基體材料鍍上復(fù)合鍍層，代替貴重材料制造零部件.1/2/202336（1）復(fù)合電鍍的優(yōu)點(diǎn)與熔滲法，熱擠壓法，粉末冶金法相比，復(fù)合（2）復(fù)合鍍層的分類1）按基體金屬分：如Ni基，Cu，Ag基等。2）按固體顆粒分：①無(wú)機(jī)的：如金剛石、石墨、各種氧化物(Al2O3，ZrO2)、碳化物(SiC，WC)、硼化物顆粒等；②有機(jī)的：如聚四氯乙烯、氟化石墨、尼龍等；③金屬的：如鎳粉、鉻粉、鎢粉等。3）按復(fù)合鍍層用途分：①裝飾－防護(hù)性復(fù)合鍍層；②功能性復(fù)合鍍層：如機(jī)械功能、化學(xué)功能、電接觸功能等；③用作結(jié)構(gòu)材料的復(fù)合鍍層。

1/2/202337（2）復(fù)合鍍層的分類1）按基體金屬分：如Ni基，Cu，Ag基（3）復(fù)合鍍的條件粒子在鍍液中是充分穩(wěn)定的。既不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，也不使鍍液分解。粒子在鍍液中要完全潤(rùn)濕，形成分散均勻的懸浮液。粒子需經(jīng)親水處理；降低鍍液表面張力，形成懸浮性好的鍍液。鍍液的性質(zhì)要有利于固體粒子帶正電荷。即利于粒子吸附陽(yáng)離子表面活性劑及金屬離子。粒子的粒度要適當(dāng)。a、粒子過(guò)粗，易于沉淀，且不易被沉積金屬包覆，鍍層粗糙；b、粒子過(guò)細(xì)，易于結(jié)團(tuán)成塊，不能均勻懸浮。通常使用0.1～10mm的粒子，但以0.5～3mm最好。適當(dāng)?shù)臄嚢?。這既是保持微粒均勻懸浮的必要措施，也是使粒子高效率輸送到陰極表面并與陰極碰撞的必要條件。1/2/202338（3）復(fù)合鍍的條件粒子在鍍液中是充分穩(wěn)定的。既不發(fā)生任何化學(xué)（4）影響復(fù)合鍍層中固體微粒含量的因素<1>固體微粒在鍍液中的載荷量：多數(shù)情況，固體微粒在鍍液中的載荷量增加，鍍層中微粒的含量也增加。但增加到一定的數(shù)值時(shí)，鍍層中微粒的含量不再繼續(xù)增加，有時(shí)甚至略有下降。<2>電流密度的影響：電流密度的影響比較復(fù)雜，隨電流密度提高，復(fù)合鍍層中的微粒含量有三種情況：①增加；②減小；③出現(xiàn)一極大值。1/2/202339（4）影響復(fù)合鍍層中固體微粒含量的因素<1>固體微粒在鍍液中<3>PH值：PH值下降對(duì)鍍層中微粒含量的影響也較為復(fù)雜。①?zèng)]影響；②含量下降；③含量上升。<4>溫度：溫度對(duì)微粒的共沉積量影響不大。通常，溫度升高，微粒在陰極表面的物理吸附減弱，微粒的共沉積量略有下降。<5>其它，如電流波形，超聲波，磁場(chǎng)等也有一定影響，但不是主要的。1/2/202340<3>PH值：PH值下降對(duì)鍍層中微粒含量的影響也較為復(fù)雜。15.4電刷鍍定義：電鍍的一種特殊方式，不用鍍槽，只需在不斷供應(yīng)電解液的條件下，用一支鍍筆在工件表面上進(jìn)行擦拭，從而獲得電鍍層。又叫選擇電鍍、無(wú)槽電鍍、涂鍍、筆鍍、擦鍍等。1/2/2023415.4電刷鍍定義：電鍍的一種特殊方式，不用鍍槽，只需在不（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1/2/202342（1）原理與特點(diǎn)原理同電鍍——電沉積過(guò)程12/12/202（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)。（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)：1/2/202343（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)。特點(diǎn)：1（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：陽(yáng)極、絕緣手柄、散熱裝置1/2/202344（2）電刷鍍?cè)O(shè)備專用直流電源、鍍筆及供液、集液裝置12/12（3）刷鍍?nèi)芤阂螅航饘匐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。

A、電凈液：用于清洗工件表面的油污。

B、活化液：用于去除金屬表面的氧化膜和疲勞層。

②電鍍?nèi)芤?單金屬電鍍液和合金電鍍液。

③退鍍?nèi)芤?可把舊鍍層或不合格的鍍層去掉。

④鈍化液

1/2/202345（3）刷鍍?nèi)芤阂螅航饘匐x子含量高、導(dǎo)電性好、性能穩(wěn)定、分散2)刷鍍?nèi)芤旱奶匦寓俳饘匐x子的含量較高。②溫度范圍比較寬。③性質(zhì)比較穩(wěn)定。④均鍍能力和深鍍能力較好。⑤毒性與腐蝕性較小。1/2/2023462)刷鍍?nèi)芤旱奶匦寓俳饘匐x子的含量較高。12/12/202（4）刷鍍工藝鍍前預(yù)處理表面整修、清理、電凈、活化鍍件刷鍍

刷鍍打底層、工作層鍍后處理清除殘積物及防護(hù)1/2/202347（4）刷鍍工藝鍍前預(yù)處理12/12/202247（5）特點(diǎn)及應(yīng)用1）特點(diǎn)刷鍍技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，鍍層結(jié)合牢固，經(jīng)濟(jì)效益顯著。沉積的厚度小于0.2mm，采用刷鍍比其它維修方法經(jīng)濟(jì)。2）應(yīng)用機(jī)械、電力、電子、化工、紡織等行業(yè)。設(shè)備維修，改善零部件表面理化性能。1/2/202348（5）特點(diǎn)及應(yīng)用1）特點(diǎn)12/12/2022485.5化學(xué)鍍（自催化鍍、無(wú)電解鍍）定義：在沒(méi)有外電流通過(guò)的情況下，利用化學(xué)方法使溶液中的金屬離子還原為金屬，并沉積在基體表面，形成鍍層。（1）原理與特點(diǎn)Mn+通過(guò)液相中的還原劑R在材料表面上還原沉積。關(guān)鍵：還原劑的選擇和使用。一般，次磷酸鹽和甲醛、硼氫化物。實(shí)質(zhì)：無(wú)外加電場(chǎng)的電化學(xué)過(guò)程Mn++ne→M1/2/2023495.5化學(xué)鍍（自催化鍍、無(wú)電解鍍）定義：在沒(méi)有外電流通過(guò)的特點(diǎn)（與電鍍比）①

不需外電源驅(qū)動(dòng)；②

均鍍能力好，形狀復(fù)雜，有內(nèi)孔、內(nèi)腔的鍍件均可獲得均勻的鍍層；③

孔隙率低；④

鍍液通過(guò)維護(hù)、調(diào)整可反復(fù)使用，但使用周期是有限的；⑤

可在金屬、非金屬以及有機(jī)物上沉積鍍層。1/2/202350特點(diǎn)（與電鍍比）①

不需外電源驅(qū)動(dòng)；12/12/20225（2）化學(xué)鍍鎳（Ni-P鍍）化學(xué)鍍鎳是用還原劑把溶液中的鎳離子還原沉積在具有催化活性的表面上。多種還原劑，應(yīng)用最普遍的是次磷酸鈉。反應(yīng)機(jī)理：普遍被接受的是“原子氫理論”和“氫化物理論”。1/2/202351（2）化學(xué)鍍鎳（Ni-P鍍）化學(xué)鍍鎳是用還原劑把溶液中的鎳離1)原子氫理論認(rèn)為：溶液中的Ni2+靠還原劑次磷酸鈉(NaH2PO2)放出的原子態(tài)活性氫還原為金屬鎳，而不是H2PO2-與Ni2+直接作用。同時(shí)次磷酸根被原子氫還原出磷，或發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)沉積出磷。1/2/2023521)原子氫理論認(rèn)為：溶液中的Ni2+靠還原劑次磷酸鈉(Na2)氫化物理論認(rèn)為：次磷酸鈉分解不是放出原子態(tài)氫，而是放出還原能力更強(qiáng)的氫化物離子(氫的負(fù)離子H-)，鎳離子被氫的負(fù)離子所還原。氫負(fù)離子H-同時(shí)可與H2O或H+反應(yīng)放出氫氣：同時(shí)有磷還原析出。

1/2/2023532)氫化物理論認(rèn)為：次磷酸鈉分解不是放出原子態(tài)氫，而是放出特點(diǎn)（與電鍍比）：以次磷酸鈉為還原劑時(shí)，由于有磷析出，發(fā)生磷與鎳的共沉積，所以化學(xué)鍍鎳層是磷呈彌散態(tài)的鎳磷合金鍍層，鍍層中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%～l5%，控制磷含量得到的鎳磷鍍層致密、無(wú)孔，耐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于電鍍鎳。硬度高、耐磨性良好。電鍍鎳層的硬度僅為160～180HV，而化學(xué)鍍鎳層的硬度一般為400～700HV，經(jīng)適當(dāng)熱處理后還可進(jìn)一步提高到接近甚至超過(guò)鉻鍍層的硬度，故耐磨性良好，更難得的是化學(xué)鍍鎳層兼?zhèn)淞肆己玫哪臀g與耐磨性能。化學(xué)穩(wěn)定性高、鍍層結(jié)合力好。在大氣中以及在其他介質(zhì)中，化學(xué)鍍鎳層的化學(xué)穩(wěn)定性高于電鍍鎳層的化學(xué)穩(wěn)定性。與通常的鋼鐵、銅等基體的結(jié)合良好，結(jié)合力不低于電鍍鎳層和基體的結(jié)合力。由于化學(xué)鍍鎳層含磷(硼)量的不同及鍍后熱處理工藝的不同，鍍鎳層的物理化學(xué)特性，如硬度、抗蝕性能、耐磨性能、電磁性能等具有豐富多彩的變化，是其他鍍種少有的。1/2/202354特點(diǎn)（與電鍍比）：以次磷酸鈉為還原劑時(shí)，由于有磷析出，發(fā)生磷應(yīng)用：①模具工業(yè)；②石油化學(xué)工業(yè)；③汽車工業(yè)。1/2/202355應(yīng)用：12/12/202255其它：化學(xué)鍍鎳基合金：Ni-B，Ni-Cu-P，Ni-Mo-P，Ni-W-P化學(xué)鍍復(fù)合材料：Ni-金剛石，Ni-SiC，Ni-Al2O3，Ni-聚四氟乙烯1/2/202356其它：12/12/202256思考題：畫出電鍍、腐蝕原電池原理簡(jiǎn)圖，有何區(qū)別？電鍍時(shí)，陰極極化有何作用？促進(jìn)陰極極化的措施有哪些？1/2/202357思考題：12/12/202257謝謝！1/2/202358/58謝謝！12/12/202258/58表面工程第五章電鍍及化學(xué)鍍1/2/202359表面工程第五章電鍍及化學(xué)鍍12/12/20221主要內(nèi)容5.1電鍍5.2合金電鍍5.3復(fù)合鍍5.4電刷鍍5.5化學(xué)鍍1/2/202360主要內(nèi)容5.1電鍍12/12/202225.1電鍍電解：在外加直流電源的作用下，電解質(zhì)的陰陽(yáng)離子在兩極發(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↑

1/2/2023615.1電鍍電解：在外加直流電源的作用下，電解質(zhì)的陰陽(yáng)離子在電鍍：是指利用電解原理，電解液中的金屬離子還原，并沉積到零件表面形成具有一定性能的金屬鍍層的過(guò)程。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:改善基體材料外觀，賦予材料表面各種物理化學(xué)性能，如耐蝕、耐磨、裝飾、釬焊及電、磁、光學(xué)性能。一般為幾微米到幾十微米厚。鍍銅1/2/202362電鍍：是指利用電解原理，電解液中的金屬離子還原，并沉積到零件1/2/20236312/12/20225電鍍層分類1）按性能分防護(hù)性鍍層：防腐蝕；防護(hù)裝飾性鍍層：防腐蝕、裝飾；功能性鍍層：明顯改善基體金屬某些特性。2）按鍍層與基體金屬的電化學(xué)活性分陽(yáng)極性鍍層：機(jī)械保護(hù)+電化學(xué)保護(hù)；陰極性鍍層：機(jī)械保護(hù)。1/2/202364電鍍層分類1）按性能分12/12/20226電鍍層必須滿足的基本條件1）與基體金屬結(jié)合牢固，附著力好；2）鍍層完整，結(jié)晶細(xì)致，孔隙少；3）鍍層厚度分布均勻。1/2/202365電鍍層必須滿足的基本條件1）與基體金屬結(jié)合牢固，附著力好；1（2）電鍍裝置構(gòu)成及原理（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)溶液電鍍過(guò)程中，硫酸銅溶液的濃度保持不變。1/2/202366（2）電鍍裝置構(gòu)成及原理（以鍍銅為例）②兩電極：①外電路：直（3）電鍍液主要組成：

主鹽、絡(luò)合劑、導(dǎo)電鹽、緩沖劑、陽(yáng)極活化劑、添加劑（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）。1/2/202367（3）電鍍液主要組成：12/12/20229主鹽：提供金屬離子，是析出金屬的易溶于水的鹽類。有單鹽、絡(luò)合鹽等；絡(luò)合劑：鍍液的重要成分。能與主鹽的金屬陽(yáng)離子絡(luò)合而成金屬絡(luò)離子。作用：在電鍍過(guò)程中，能有效地促進(jìn)陰極極化，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)定性起重要作用。如：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。1/2/202368主鹽：提供金屬離子，是析出金屬的易溶于水的鹽類。有單鹽、絡(luò)合導(dǎo)電鹽：提高鍍液的導(dǎo)電能力；緩沖劑：穩(wěn)定pH值在要求的范圍內(nèi)；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。如：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。1/2/202369導(dǎo)電鹽：提高鍍液的導(dǎo)電能力；12/12/202211金屬還原的基本條件和可能性還原條件：本身的電化學(xué)性質(zhì)金屬的還原電位與氫還原電位的相對(duì)大小1/2/202370金屬還原的基本條件和可能性還原條件：本身的電化學(xué)性質(zhì)1離子的放電順序陰離子：陽(yáng)離子：與金屬活動(dòng)順序相反。即K+、Ca2+、Na+、Mg2+、Al3+、Zn2+、Fe2+

Sn2+、Pb2+

(H+)Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+.得e能力依次增強(qiáng)除Au、Pt外的金屬做電極放電能力﹥陰離子。即：失e能力依次減弱

K、Ca、Na…Cu、Hg、Ag﹥S2－、I－、Br－、Cl－、OH－、NO3

－、SO4

2－1/2/202371離子的放電順序陰離子：陽(yáng)離子：與金屬活動(dòng)順序相反。即K+、（4）電鍍過(guò)程三個(gè)步驟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。③電結(jié)晶：晶核的形成和生長(zhǎng)1/2/202372（4）電鍍過(guò)程三個(gè)步驟①液相傳質(zhì)：金屬的水合離子或絡(luò)離子從溶配離子：配位化合物的中心離子與配位體鍵合形成的具有一定空間構(gòu)型和特性的復(fù)雜離子。1.鍍液的影響主鹽濃度：主鹽濃度越高，則濃差極化越小，導(dǎo)致結(jié)晶形核速率降低，所得組織較粗大。配離子：配離子使陰極極化作用增強(qiáng)，鍍層比較致密，鍍液的分散能力也較好，整平能力較高。附加鹽：附加鹽除可提高鍍液的電導(dǎo)性外，還可增強(qiáng)陰極極化能力，有利于獲得細(xì)晶的鍍層。（5）影響電鍍層質(zhì)量的基本因素1/2/202373配離子：配位化合物的中心離子與配位體鍵合形成的具有一定空間構(gòu)2.PH值的影響鍍液的PH值影響氫的放電電位、堿性?shī)A雜物的沉淀，還影響絡(luò)合物或水化物的組成以及添加劑的吸附程度。通過(guò)測(cè)定鍍液的PH值可以了解陽(yáng)極和陰極效率的高低。當(dāng)陽(yáng)極不溶時(shí)，鍍液中金屬離子逐漸減少，變得酸化。另一方面，陰極上氫的析出會(huì)使溶液堿化。所以電鍍時(shí)：如PH值上升，表明陰極效率比陽(yáng)極效率低；如PH值下降，陽(yáng)極效率比陰極效率低。1/2/2023742.PH值的影響12/12/2022163.電流參數(shù)的影響<1>電流密度。1）電流密度低，陰極極化作用小，鍍層結(jié)晶粗大，甚至沒(méi)有鍍層；2）隨電流密度提高，陰極極化作用增大，鍍層變得細(xì)密；3）電流密度過(guò)高，結(jié)晶沿電力線方向向電解液內(nèi)部迅速增長(zhǎng)，鍍層產(chǎn)生結(jié)瘤和枝狀結(jié)晶，甚至燒焦；4）電流密度極大時(shí)，陰極表面強(qiáng)烈析氫，PH變大，金屬堿鹽夾雜在鍍層中，鍍層發(fā)黑；5）電流密度增大，會(huì)使陽(yáng)極鈍化，導(dǎo)致鍍液中金屬離子缺乏。<2>電流波形。電流波形對(duì)鍍層質(zhì)量的影響，在某些鍍液中非常明顯。1）電流波形通過(guò)陰極電位和電流密度影響陰極沉積過(guò)程，進(jìn)而影響鍍層的組織結(jié)構(gòu)、甚至成分，使鍍層性能和外觀發(fā)生變化。2）三相全波整流和穩(wěn)壓直流相當(dāng)，對(duì)鍍層組織幾乎沒(méi)有影響，其它波形則影響較大。

1/2/2023753.電流參數(shù)的影響12/12/2022174.添加劑的影響（包括絡(luò)合物，平整劑，光亮劑等）添加劑：在電解液中加入少量某種物質(zhì)，能明顯地改善鍍層組織，使之平整，光亮，致密等，這些物質(zhì)叫添加劑。作用方式：①形成膠體吸附在金屬離子上，阻礙金屬離子放電，增大陰極極化作用；②吸附在陰極表面上，阻礙金屬離子在陰極表面上放電，或阻礙放電離子的擴(kuò)散，影響沉積結(jié)晶過(guò)程，并提高陰極極化作用。作用效果：添加劑有整平、光亮、潤(rùn)濕、消除內(nèi)應(yīng)力等作用，改善鍍層組織、表面形態(tài)、物理、化學(xué)和力學(xué)性能。1/2/2023764.添加劑的影響（包括絡(luò)合物，平整劑，光亮劑等）12/12/5.溫度的影響溫度升高，陰極極化作用降低，鍍層結(jié)晶粗大。原因：1）擴(kuò)散加速，濃差極化下降；2）離子的脫水過(guò)程加快，離子和陰極表面活性增強(qiáng)，也降低了電化學(xué)極化。實(shí)際生產(chǎn)中常采用加溫措施，目的是增加鹽類的溶解度，從而增加導(dǎo)電能力和分散能力，允許提高電流密度上限，提高陰極效率，減少鍍層吸氫量。不同的鍍液有其最佳的溫度范圍。1/2/2023775.溫度的影響12/12/2022196.攪拌的影響1）降低陰極極化，使晶粒變粗；2）提高電流密度，提高生產(chǎn)效率；3）增強(qiáng)整平劑的效果。1/2/2023786.攪拌的影響12/12/2022207.基體金屬對(duì)鍍層的影響<1>基體金屬性質(zhì)：鍍層的結(jié)合力與基體金屬的化學(xué)性質(zhì)及晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。1）基體金屬電位負(fù)于沉積金屬電位，就難以獲得結(jié)合良好的鍍層，甚至不能沉積。2）若材料（如不銹鋼、鋁等）易于鈍化，不采取特殊活化措施，也難得到高結(jié)合力鍍層。3）基體材料與沉積金屬的晶體結(jié)構(gòu)相匹配時(shí)，利于結(jié)晶初期的外延生長(zhǎng)，易得到高結(jié)合力的鍍層。<2>表面加工狀態(tài)1）鍍件表面過(guò)于粗糙、多孔、有裂紋，鍍層亦粗糙。2）在氣孔、裂紋區(qū)會(huì)產(chǎn)生黑色斑點(diǎn)，或鼓泡、剝落現(xiàn)象。3）鑄鐵表面的石墨有降低氫過(guò)電位的作用，氫易于在石墨位置析出，阻礙金屬沉積。1/2/2023797.基體金屬對(duì)鍍層的影響12/12/2022218.前處理的影響1）電鍍前，需對(duì)鍍件表面作精整和清理（去除毛刺、夾砂、殘?jiān)?、油脂、氧化皮、鈍化膜），使基體金屬露出潔凈、活性的晶體表面。才能得到健全、致密、結(jié)合良好的鍍層。2）前處理不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致鍍層起皮、剝落、鼓泡、毛刺、發(fā)花等缺陷。1/2/2023808.前處理的影響12/12/202222鍍鋅鍍銅鍍鎳鍍鉻鍍錫鍍銀鍍金常用單金屬電鍍1/2/202381鍍鋅常用單金屬電鍍12/12/2022235.2合金電鍍合金電鍍始于1835～1845年。20世紀(jì)20年代起還很少應(yīng)用于工業(yè)。目前有230多種電鍍合金體系，應(yīng)用的約有30余種。例：黃銅,白銅,Zn-Sn,Pb-Sn,Zn-Cd,Ni-CoNi-Sn,Cu-Sn-Zn定義：在一個(gè)鍍槽中，同時(shí)沉積含有兩種或兩種以上金屬元素的鍍層稱為合金電鍍。1/2/2023825.2合金電鍍合金電鍍始于1835～1845年。定義：在（1）合金共沉積的條件①兩種金屬中至少有一種金屬能從其鹽的水溶液中沉積出來(lái)。②共沉積的兩種金屬的沉積電位必須十分接近。如果相差太大，則電位較正的金屬將優(yōu)先鍍出來(lái)。

1/2/202383（1）合金共沉積的條件①兩種金屬中至少有一種金屬能從其鹽的水（2）實(shí)現(xiàn)共沉積的方法①改變鍍液中金屬離子的濃度比

增大較活潑金屬離子的濃度，使其電位正移；或降低較貴金屬離子濃度，使其電位負(fù)移，使兩者的電位接近。②采用適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑

金屬絡(luò)離子能降低離子的有效濃度，但對(duì)兩種金屬沉積時(shí)的極化作用有不同的影響。對(duì)析出電位較負(fù)不易鍍出的金屬，影響較??；而對(duì)電位較正、容易鍍出的金屬影響較大，使它在沉積時(shí)的電位變得更負(fù)、不易鍍出，從而使兩種金屬在沉積時(shí)的電位接近。③采用特定的添加劑

添加劑在鍍液中的含量比較少，一般不影響金屬的平衡電位；有些添加劑能顯著地增大或降低陰極極化，明顯地改變金屬的析出電位，從而對(duì)某些金屬沉積起作用，實(shí)現(xiàn)共沉積。例如添加明膠可使銅、鋁離子實(shí)現(xiàn)共沉積。1/2/202384（2）實(shí)現(xiàn)共沉積的方法①改變鍍液中金屬離子的濃度比12/1（3）合金電鍍的特點(diǎn)與熱冶金合金相比，主要特點(diǎn)：①容易獲得高熔點(diǎn)與低熔點(diǎn)金屬組成的合金，如Sn-Ni。②可獲得熱熔相圖沒(méi)有的合金,δ-銅錫合金。③容易獲得組織致密、性能優(yōu)異的非晶態(tài)合金，如Ni-P。④在相同合金成分下，電鍍合金與熱熔合金比，硬度高，延展性差。1/2/202385（3）合金電鍍的特點(diǎn)與熱冶金合金相比，主要特點(diǎn)：12/12/與單金屬鍍層相比，主要特點(diǎn)：①合金鍍層結(jié)晶更細(xì)致，鍍層更平整、光亮。②可以獲得非晶結(jié)構(gòu)鍍層，如Ni-P鍍層。③合金鍍層具有單金屬所沒(méi)有的特殊物理性能。④合金鍍層可具備比組成它們的單金屬層更耐磨、耐蝕、耐高溫，并有更高硬度和強(qiáng)度。⑤不能從水溶液中單獨(dú)電沉積的W，Mo，Ti，V等金屬可與鐵族元素（Fe，Co，Ni）共沉積形成合金。⑥可得到不同色調(diào)的合金鍍層，具有更好的裝飾效果。1/2/202386與單金屬鍍層相比，主要特點(diǎn)：12/12/202228（4）合金共沉積的類型1）正則共沉積。特征是基本上受擴(kuò)散控制。電鍍參數(shù)通過(guò)影響金屬離子在陰極擴(kuò)散層中的濃度變化來(lái)影響合金鍍層的組成。主要出現(xiàn)在單鹽鍍液中。2）非正則共沉積。特征是受擴(kuò)散控制程度小，主要受陰極電位的控制。某些電鍍參數(shù)對(duì)合金沉積的影響遵守?cái)U(kuò)散理論，另一些卻與擴(kuò)散理論相矛盾。同時(shí)，對(duì)于合金共沉積的組成的影響，各電鍍參數(shù)的表現(xiàn)都不像正則共沉積那樣明顯。主要出現(xiàn)在采用絡(luò)合物沉積的鍍液體系。1/2/202387（4）合金共沉積的類型1）正則共沉積。特征是基本上受擴(kuò)散控制3）平衡共沉積。兩種金屬?gòu)奶幱诨瘜W(xué)平衡的鍍液中共沉積，稱平衡共沉積。特點(diǎn)是在低電流密度下沉積層中的金屬含量比等于鍍液中的金屬含量比。很少見。4）異常共沉積。特點(diǎn)是電位較負(fù)的金屬反而優(yōu)先沉積，不遵循電化學(xué)理論，在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中還出現(xiàn)其他特殊控制因素，不符合正常概念。較少見。5）誘導(dǎo)共沉積。鉬、鎢和鈦等金屬不能自水溶液中單獨(dú)沉積，但可與鐵族金屬實(shí)現(xiàn)共析，稱誘導(dǎo)共析。能促使難沉積金屬共沉積的鐵族金屬稱為誘導(dǎo)金屬。1/2/2023883）平衡共沉積。兩種金屬?gòu)奶幱诨瘜W(xué)平衡的鍍液中共沉積，稱平衡（5）影響合金鍍層的因素

<1>鍍液中金屬濃度比的影響：是影響合金組成的最重要的因素。1）正則共沉積：提高鍍液中不活潑金屬的濃度，鍍層中不活潑金屬的含量按比例增加。2）非正則共沉積：提高鍍液中不活潑金屬的濃度，鍍層中不活潑金屬的含量也隨之提高，但卻不成比例。<2>鍍液中金屬總濃度的影響：1）在金屬濃度比不變的情況下，改變鍍液中金屬的總濃度，在正則共沉積時(shí)將提高不活潑金屬的含量，但不如改變?cè)摻饘贊舛葧r(shí)明顯。2）對(duì)非正則共沉積的合金組分影響不大，而且與正則共沉積不同，增大總濃度，不活潑金屬在合金中的含量視金屬在鍍液中的濃度比而定，可能增加也可能降低。1/2/202389（5）影響合金鍍層的因素<1>鍍液中金屬濃度比的影響：是影<3>絡(luò)合劑濃度的影響：如果絡(luò)合劑濃度的增加使其中某一金屬的沉積電位比另一金屬的負(fù)得較多，則此金屬在合金沉積中的相對(duì)含量將會(huì)降低。①單一絡(luò)合劑絡(luò)合兩種金屬離子：增加絡(luò)合劑濃度會(huì)使兩種離子的沉積電位都變負(fù)，但變負(fù)的程度不一致，從而鍍層中的合金比例發(fā)生變化。電位變負(fù)幅度大的，在鍍層中的含量就低。②兩種金屬離子各用不同的絡(luò)合劑絡(luò)合：若增大其中一種絡(luò)合劑的濃度，與其對(duì)應(yīng)的金屬離子沉積電位降低，鍍層中該金屬的含量就降低。1/2/202390<3>絡(luò)合劑濃度的影響：如果絡(luò)合劑濃度的增加使其中某一金屬的<4>添加劑的影響：添加劑的作用除了起光亮、整平作用外，還能起類似絡(luò)合劑的作用，通過(guò)對(duì)金屬離子極化作用的選擇性來(lái)控制在金屬鍍層中的含量。<5>PH值的影響：1）在含簡(jiǎn)單離子的鍍液中，PH值的變化對(duì)鍍層組成影響不大。2）在含絡(luò)離子的鍍液中，PH值的變化影響絡(luò)合離子的組成和穩(wěn)定性，故對(duì)鍍層組成影響較大。3）PH值的變化對(duì)鍍層物理性能的影響比對(duì)其組成的影響更大。1/2/202391<4>添加劑的影響：添加劑的作用除了起光亮、整平作用外，還能<6>工藝參數(shù)的影響①電流密度：電流密度提高，極化作用程度加大，有利于電位較負(fù)金屬的析出。②攪拌：一方面降低極化作用，另一方面給電極表面補(bǔ)充較正的離子。使鍍層中電位較正的金屬含量增加。③溫度：溫度升高，離子擴(kuò)散和對(duì)流速度上升，作用與攪拌類似。1/2/202392<6>工藝參數(shù)的影響12/12/2022345.3復(fù)合鍍定義：將固體微粒子加入鍍液中與金屬或合金共沉積，形成金屬基表面復(fù)合材料的過(guò)程，又稱分散鍍或彌散鍍。固體微粒：金屬氧化物、碳化物、硼化物、氮化物等尼龍、聚四氟乙烯、聚氯乙烯石墨以及不溶于鍍液的金屬粉末。復(fù)合鍍層也含有兩種或兩種以上的成分：①基體金屬：即通過(guò)還原反應(yīng)而形成鍍層的那種金屬，是均勻的連續(xù)相。注意：不是被鍍的零件。②不溶性固體顆粒：通常不連續(xù)分散于基體金屬之中。1/2/2023935.3復(fù)合鍍定義：將固體微粒子加入鍍液中與金屬或合金共沉積（1）復(fù)合電鍍的優(yōu)點(diǎn)與熔滲法，熱擠壓法，粉末冶金法相比，復(fù)合電鍍具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：溫度低：熱加工法需要500～1000℃或更高溫度處理或燒結(jié)，很難制取含有機(jī)物的材料；復(fù)合電鍍大多在水溶液中進(jìn)行，很少超過(guò)90℃。操作簡(jiǎn)單，成本低：在一般電鍍?cè)O(shè)備、鍍液、陽(yáng)極、操作條件等基礎(chǔ)上略加改造即可（使固體顆粒在鍍液中充分懸?。Ｍ换w金屬可鑲嵌一種或數(shù)種固體顆粒；同一種固體顆粒也可鑲嵌到不同的基體金屬中。而且，可使顆粒在復(fù)合鍍層中的含量從0～50％或更高的范圍內(nèi)變動(dòng)，使鍍層性質(zhì)發(fā)生相應(yīng)的變化?？捎昧畠r(jià)基體材料鍍上復(fù)合鍍層，代替貴重材料制造零部件.1/2/202394（1）復(fù)合電鍍的優(yōu)點(diǎn)與熔滲法，熱擠壓法，粉末冶金法相比，復(fù)合（2）復(fù)合鍍層的分類1）按基體金屬分：如Ni基，Cu，Ag基等。2）按固體顆粒分：①無(wú)機(jī)的：如金剛石、石墨、各種氧化物(Al2O3，ZrO2)、碳化物(SiC，WC)、硼化物顆粒等；②有機(jī)的：如聚四氯乙烯、氟化石墨、尼龍等；③金屬的：如鎳粉、鉻粉、鎢粉等。3）按復(fù)合鍍層用途分：①裝飾－防護(hù)性復(fù)合鍍層；②功能性復(fù)合鍍層：如機(jī)械功能、化學(xué)功能、電接觸功能等；③用作結(jié)構(gòu)材料的復(fù)合鍍層。

1/2/202395（2）復(fù)合鍍層的分類1）按基體金屬分：如Ni基，Cu，Ag基（3）復(fù)合鍍的條件粒子在鍍液中是充分穩(wěn)定的。既不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，也不使鍍液分解。粒子在鍍液中要完全潤(rùn)濕，形成分散均勻的懸浮液。粒子需經(jīng)親水處理；降低鍍液表面張力，形成懸浮性好的鍍液。鍍液的性質(zhì)要有利于固體粒子帶正電荷。即利于粒子吸附陽(yáng)離子表面活性劑及金屬離子。粒子的粒度要適當(dāng)。a、粒子過(guò)粗，易于沉淀，且不易被沉積金屬包覆，鍍層粗糙；b、粒子過(guò)細(xì)，易于結(jié)團(tuán)成塊，不能均勻懸浮。通常使用0.1～10mm的粒子，但以0.5～3mm最好。適當(dāng)?shù)臄嚢?。這既是保持微粒均勻懸浮的必要措施，也是使粒子高效率輸送到陰極表面并與陰極碰撞的必要條件。1/2/202396（3）復(fù)合鍍的條件粒子在鍍液中是充分穩(wěn)定的。既不發(fā)生任何化學(xué)（4）影響復(fù)合鍍層中固體微粒含量的因素<1>固體微粒在鍍液中的載荷量：多數(shù)情況，固體微粒在鍍液中的載荷量增加，鍍層中微粒的含量也增加。但增加到一定的數(shù)值時(shí)，鍍層中微粒的含量不再繼續(xù)增加，有時(shí)甚至略有下降。<2>電流密度的影響：電流密度的影響比較復(fù)雜，隨電流密度提高，復(fù)合鍍層中的微粒含量有三種情況：①增加；②減?。虎鄢霈F(xiàn)一極大值。1/2/202397（4）影響復(fù)合鍍層中固體微粒含量的因素<1>固體微粒在鍍液中<3>PH值：PH值下降對(duì)鍍層中微粒含量的影響也較為復(fù)雜。①?zèng)]影響；②含量下降；③含量上升。<4>溫度：溫度對(duì)微粒的共沉積量影響不大。通常，溫度升高，微粒在陰極表面的物理吸附減弱，微粒的共沉積量略有下降。<5>其它，如電流波形，超聲波，磁場(chǎng)等也有一定影響，但不是主要的。1/2/202398<3>PH值：PH值下降對(duì)鍍層中微粒含量的影響也較為復(fù)雜。15.4電刷鍍定義：電鍍的一種特殊方式，不用鍍槽，只需在不斷供應(yīng)電解液的條件下，用一支鍍筆在工件表面上進(jìn)行擦拭，從而獲得電鍍層。又叫選擇電鍍、無(wú)槽電鍍、涂鍍、筆鍍、擦鍍等。1/2/2023995.4電刷鍍定義：電鍍的一種特殊方式，不用鍍槽，只需在不（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1/2/2023100（1）原理與特點(diǎn)原理同電鍍——電沉積過(guò)程12/12/202（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)。（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)：1/2/2023101（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)。特點(diǎn)：1（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：陽(yáng)極、絕緣手柄、散熱裝置1/2/2023102（2）電刷鍍?cè)O(shè)備專用直流電源、鍍筆及供液、集液裝置12/12（3）刷鍍?nèi)芤阂螅航饘匐x子含量