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电镀原理

电镀原理

     所谓电镀,就是在含有某种金属离子的电解质溶液中将被镀工件作为阴极,通以—定波形的低压直流电,而使金属离子得到电子,不断在阴极沉积为金属的加工过程。平常所说的电镀生产,实际包括的工艺要多得多,一般把化学镀、黑色及有色金属的化学成膜,甚至磷化等也算作电镀。这里,仅指狭义的电镀,即电解沉积而。电镀,与作为湿法冶金的电解相比,虽然原理相同,但电镀的要求要高得多。电镀层作为装饰、防锈或赋予制品某些特殊性能(如焊接性、导电性、反光性、磁性、耐磨件等),对于镀层的色泽、厚度、光亮性、硬度、耐磨性、延展性、内应力、抗拉强度、疲劳极限等等都有一定要求。一般来说对镀层有以一些基本的要求:

    (1)基体(被工件及中间镀层)的结合力要良好:

    (2)镀层平滑、致密、外观良好;

    (3)各部分铰层厚度均匀、深孔或凹部也有—定厚度;

    (4)镀层有一定的机械强度:

    (5)对于气候、环境及化学药品等有良好的耐腐蚀性。

    要达到这些要求,完成一个制件的电镀,必须经过相当多的工艺,诸如研磨、脱脂、除锈、水洗、活化、电镀、干燥、镀后处理等。许多工艺流程还要交替进行,特别对于装饰防腐蚀镀层,往往还要采用多层电镀。

    电镀是一种电解加工工艺它遵守法拉第电解定律。当电流通过电解质溶液时,与电源正极相连的阳极发生氧化反应与电源负极相连的阴极发生还原反应。作为主要反应的是阳极金属溶解和阴以上金属的还原。在稳态条件下,由外线路流向阴极的电子,将全部参加电极反应,对电镀来说,直流电源供给的电量越大,相同的电镀工艺下在阴极形成的层越厚。根据法拉第电解第一定律:电流通过电解质溶液,在电极上析出(或溶解)的物质的量M与通过的电量Q成正比。

  法拉第第一定律:

    M=kItkQ

M——在电极上起反应的物质的量mol;

Q——通过的电量,C;

I——电流强度,A;

t——通电时间,s;

k——法拉第常数,通常也称之为电化当量,表示通过单位电量时电极上所析出(或溶解)的物质的

    如果某物质的电化当量是已知的,则只要知道槽中通过的电流和时间,就可以用上面的公式计算出电极反应产物的质量。

    电化当值由法拉第第二定律决定。某物质的电化当量k与其化学当量Ec成正比,即:

         k=C1c

式中,Cl为比例常数。如果电化当量以g为单位,那么上式中的化学当量就是克当量。从大实验数据可以知道,电极上每出或溶解1克当量的任何物质所需的电量都是96500C。电量的单位除了“C”外,还有“F(法拉第)”和。A·k(安·时)”等它们的换算关系是:

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