络合物与电镀的关系如何?
在电镀生产中,广泛使用络合物。随着无氰电镀新工艺的不断发展,为了提高镀层质量,选择、使用新的络合剂,显得尤为重要。必须指出,络离子在溶液中是分步离解的,络离子总的不稳常数等于它的分步离解常数的乘积,溶液的络合剂与金属离子之间存在一系列的“络合—离解平衡”。因而有各种不同配位数的络离子以不同的浓度同时存在于溶液之中。
计算证明:具有特征配位数的络离子(溶液中这种络离子的浓度最大)在电极上放电的可能性不大,而那些配位数较低的络离子(溶液中这种络离子的浓度适中)是电极上放电的主要离子。
什么叫金属的钝化现象?
金属的钝化现象可以分为化学钝化与电化学钝化两类。?例如铁在稀硝酸中很快就溶解,但在浓硝酸中溶解现象就几乎完全停止了;铝在稀硝酸中很不稳定,但却可以用铝制容器来储存浓硝酸;碳钢在普通大气中很易生锈,但在钢中加入适量的铬镍合金组分后就成为“不锈钢”了。这些钝化现象叫化学钝化。
另一种钝化现象是由于阳极极化引起的,叫做电化学钝化。?大部分化学钝化现象事实上也是按照电化学机理进行的,因为化学钝化时也可以观察到电极电位显著的变化。铁在活化状态下的电位约为-0.5—-0.2伏,而在钝化状态下则为+0.5—+1伏。铬在活化状态下的电位为-0.6—-0.4伏,而在钝化状态下则为+0.8—+1伏。因此,钝化能使电极电位剧烈地向正方向移动,并使钝化了的金属的电位约等于那些贵重的金属(例如金和铂)的电位。
虽然钝性效应的出现是比较经常的并且也是非常明显的,但是直到目前为止尚无统一确切的解释。根据电化学腐蚀理论,钝性是由于阴极过程受阻滞而引起的金属或合金的高耐蚀状态(虽然从热力学观点看来,这些金属和合金是完全能够进行反应的)。也就是说,钝性是由于阳极过程控制的增加而引起的耐蚀状态。
什么叫电结晶?
电流密度是指每单位面积的电极上的电流强度。电镀上是以一平方分米为基本计算单位,所以,通过一平方分米电极面积的电流强度就称为该电极的电流密度。阴极电流密度用DK表示,阳极电流密度用DA表示,单位是安培/平方分米,即A/d㎡。(国外也有用安培/平方英寸表示)。例如镀件总面积为50平方分米,使用的电流为100 安培,则电流密度为100安培÷50平方分米=2安培/平方分米。阴极电流密度对镀层质量影响很大,过高过低都会产生质量低下的镀层。电流密度还直接决定镀层沉积速度,影响生产效率。
什么叫是电流效率?
电镀过程实质上就是金属的电结晶过程。也就是说在直流电的作用下,电解液中的金属离子(或络合金属离子)在阴极上得到电子后沉积出金属镀层的过程叫电结晶。电结晶的过程极其复杂,以水合金属离子放电结晶为例,可分为以下几个阶段:
· 物质迁移——溶液中的水合金属离子到达阴极表面(包括扩散、迁移、水化膜变形、脱水);
· 电荷迁移——金属离子在阴极表面与电子结合,还原成金属原子;
· 表面扩散——金属原子在电极表面扩散到达晶格位置(如弯折处);
· 参入晶格——金属原子排列组成一定晶格的金属晶体。
其中表面扩散、参入晶格两步为形成结晶的过程。
可见,形成电镀层,包括物质迁移、电荷迁移、晶格化三个主要过程。在形成金属晶体时又有同时进行的两个过程:晶核的生成与晶核的成长。这两个过程的速度决定着金属结晶的粗细程度。如果晶核的生成速度较快,而晶核生成后的成长速度较慢,则生成的晶核数目较多,晶粒较细。反之,晶粒就较粗。提高金属电结晶时的阴极极化作用,可以提高晶核的生成速度,有利于获得结晶细致的镀层。
电镀生产中如何提高阴极极化作用?
一般来说,电化学极化作用对于改善镀层质量起着很重要的作用,因此我们应尽可能想办法通过提高阴极的电化学极化作用来提高镀层的结晶细致程度。同时,往往通过提高阴极极化度,还可提高镀液的分散能力与深镀能力。在生产中,一般采取以下措施提高阴极极化作用:加入络合剂。因为络离子较简单离子难于在阴极上还原,这就可使阴极积累较多的电子,从而使阴极极化值提高;?加入添加剂。添加剂吸附在阴极表面上,可减慢金属离子到达阴极表面的速度及金属离子和电子反应的速度,从而提高阴极极化作用。
提高阴极电流密度。在阴极极化作用随阴极电流密度的增大而增大的情况下,可用提高阴极电流密度的办法去提高阴极极化作用;?适当降低电解液温度。降低温度能提高络合剂的络合能力,减慢金属离子扩散到阴极表面的速度,从而提高阴极极化作用;?加入导电盐。在阴极极化度不为零的情况下,溶液导电性的提高可以促使电流在阴极表面更均匀地分布。
镀前处理对电镀层的质量有何影响?
从长期的生产实践证明,电镀生产中所发生的质量事故,大多数并不是由于电镀工艺本身所造成。多半是由于金属制品的镀前处理不当所致。将别是镀层的平整程度、结合力、抗腐蚀能力等性能的好坏,与镀前处理的质量优劣更是密切相关。金属制品在电镀以前的表面状态及其清洁程度是能否取得优质镀层的重要环节。在粗糙的金属表面,很难获得平滑光亮的镀层,而且镀层孔隙也多,使防蚀性能减低。金属表面如果存有某种油垢物,也不能获得正常的镀层。
电镀的基本概念
电镀是用化学方法,在导电的固体表面沉积一层薄金属、合金或复合材料的过程,是一特殊的电解过程。
电镀的可以赋予基材光泽美观、物品防锈、防止磨耗、提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐磨性、防止渗碳、氮化、尺寸错误或磨耗之另外之修补。
据初步统计,目前可以获得的工业镀层有60多种,其中单金属镀层20多种、合金镀层40多种,进行过研究的合金电镀层有250多种,极大地丰富和延伸了冶金学中关于合金的概念。
预镀零件可以是钢铁、铝、锌、铜及其合金等导体,也可以是塑料、布料、陶瓷等非金属材料。
电镀前的准备工作——接单
接单时首先要搞清除对方的电度要求:
1.镀层品种、厚度要求、耐腐蚀要求、外观要求,以及其他特殊要求;
2.了解镀件的材质,若是特殊材质搞清楚牌号或成分;
3.镀件的大小、形状,是否需要设计辅助阳极、尖端部位如何屏障等;4.要镀产品的批量及加工单价、付款方式;
5.技术力量配备是否得当,应该对技术主管交代清楚难点及特别注意事项,并交代应对措施;
6.电镀好的产品如何验收,有哪些包装要求,毛坯、成品的运输等问题。
电镀挂具设计时应该注意的事项
1.电镀件的受镀面积和重量是我们选用挂具主杆、支杆的依据,以确保能承受通过的电流强度和镀件的重量;
2.选用材料要求有良好的导电性,有足够的机械强度。除了接触导电的部位,其他都要用绝缘材料封闭;
3.挂钩分布要均匀合理。过密,会互相“抢电”,影响均镀能力和深镀能力;过稀,降低了生产效率;
4.镀件悬挂处要尽可能减少接触印痕,避免尖端凸出部位面向阳极;
5.电镀工件若凹部较深,朝向阳极仍不能覆盖,需要设计辅助阳极,要避免凹部造成窝气,不利于气体排出,形成死角。
挂具制作时应该注意的问题
1.所有金属材质要除油、除锈,绝缘前必须洗刷干净,以保证焊接牢固,保证绝缘材料与挂具主杆、支杆结合良好;
2.焊接时烙铁要有足够的功率,保证焊接牢固,以防假焊;
3.挂钩折变角度不要过小,钩子在电镀时会被渗氢,整修时容易折断;
4.绝缘后的挂钩,接触镀件的地方(挂钩)要将绝缘物刮干净,以防影响导电;
5.挂具制作好要清洗、除油,挂钩最好镀一层普通镍,以延长挂具的使用寿命。
挂具的使用和维护
1.挂具应该归类挂好,以防相互牵引损坏;
2.要及时退除挂钩上的镀层,以免产生挂具印痕;
3.损坏的挂钩要及时修好,不得空着,以免电镀时,导致下面的产品产生毛刺;
4.挂具用了一个循环周期要清洗干净,尤其是镀铬后的挂具,防止镀铬液渗入挂具的空隙,对其他镀液造成危害;
5.挂具上的绝缘材料如果长期使用,由于热的液体浸泡会产生鼓泡,要及时清除修补。严重鼓泡的挂具要彻底清除,重新绝缘。