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关于电镀基本常识的十问十答, 电镀师傅不可不知(3)?
2024-12-11
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       什么是电解、什么是电流强度、镀件电镀完毕之后,为什么要用清水冲洗干净……,今天我们就来科普这些知识,大家不妨进来了解一下吧,掌握电镀基础知识对于我们工艺技能操作有着重要的作用。

 21.什么是电解?

  答:当电流通过电解液时,在电极上发生的氧化还原反应使电解质在电流作用下被分解的过程就叫做电解。通电时电解质的阳离子移向阴极,并在阴极得到电子而被还原成新物质;阴离子移向阳极,并在阳极上失去电子而被氧化成新物质。有时在阳极上也发生电极材料的氧化作用。例如电解熔融的氯化钠。

  NaCl→Na++Cl-

  阴极 Na++e→Na

  阳极 2Cl--2e→Cl2↑

  电解工业在国民经济中起着巨大的作用,许多有色金属和稀有金属的冶炼,化学工业产品的制备以及电镀、电抛光、阳极氧化等都是通过电解来实现的。

  22.什么是电镀?

  答:借电解作用,在金属制件表面上沉积一薄层其它金属的方法,就叫做电镀。电镀包括镀前处理(除油、除锈)、镀上金属层和镀后处理(钝化、除氢)等过程。用于防止金属制品腐蚀,修复磨损部分,增加耐用性,反光性,导电性和美观等。电镀时将金属制件作为阴极,所镀金属板或棒作为阳极,分别挂于铜制的极棒上面浸入含有镀层成分的电解液中,通入直流电。

  在个别情况下,也有用不溶性阳极,例如镀铬时用铅或铅锑合金阳极。

  23.何谓电流强度?

  答:电流强度简称电流,是指单位时间内通过导体横截面的电量。单位是安培,简称安(A)。

  24.电流密度是什么?如何计算?

  答: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。

  25.什么叫做电流效率?

  答:电流通过电镀溶液在阴极上所析出金属的重量,并不一定和电解定律(电解时电板上析出或溶解物质的重量与电流通过的电量成正比)理论计算的重量相符合,一般是比理论量少。这是由于电解时不单纯地进行金属离子放电还原成金属,而且还进行别的副反应。例如氢的析出,就会消耗一定的电量。因此,要析出一定量的金属时,其实际所需的电流比理论计算值要大。故按理论计算所需的电流值和实际需要的电流值之比,就叫做电流效率。电流效率愈高,电能的浪费愈少。

  26.已知电流密度和电镀时间,如何求得电镀层的厚度?

  答:首先根据镀种得出该工艺的电流效率,同时查表得出该金属的电化当量和密度(比重),然后按下公式进行计算:

  镀层厚度d的计算公式(d:微米)

  d=(C×Dk×t×ηk×100)/(60×r)

  电镀时间t计算公式(t:分钟)

  t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk×100)

  阴极电流密度Dk计算公式(Dk:A/dm2)

  Dk=(60×r×d)/(C×t×ηk×100)

  阴极电流效率计算公式:

  ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk×100)

  C=电化当量(克/安培·小时)

  Dk=阴极电流密度(安培/平方分米)

  t=电镀时间(分)

  ηκ=阴极电流效率(%)

  r=电镀层金属密度(克/厘米3)

  例:已知镀镍液电流效率95%,阴极电流密度为2.5A/d㎡,电镀20分钟后所得镀层厚度是多少? 查表得镍的电化当量为1.095密度8.8

  d=(C×Dk×t×ηk)/60r=1.095×2.5×20×95%×100 /(60×8.8) =9.85um

  27.什么是阳极性镀层和阴极性镀层,对于铁基体来说,锌、铜、镍、铬、铜锡合金等镀层是属于那一类的镀层?

  答:按照镀层金属与基体金属之间的电化关系来分类,可以将镀层分为阳极镀层和阴极镀层,在一般的条件下,镀层金属的电极电位比基体金属的电极电位为负时,叫做阳极镀层,反之,叫做阴极镀层。锌镀层的电极电位比铁基体的电极电位为负,故锌镀层属阳极性镀层。铜、镍、铜锡合金镀层的电位比铁基体的电位为正。故属阴极性镀层。铬镀层按标准电位来说,比铁为负,然而因铬镀层易于纯化,使电位趋向于正,所以也属于阴极性镀层。由于金属的电位随着条件的不同而发生变化,所以镀层究竟属于阳极镀层还是阴极镀层也可能发生变化。例如在一般条件下,锡镀层对铁来说是阴极镀层,但是在有机酸中,它却成为阳极镀层了。

  28.阳极镀层和阴极镀层对基体金属的保护作用是怎样的?

  答:阳极镀层的保护原理是基于镀层的电位较基体金属为负,它的电溶压较大,就成为腐蚀电池中的阳极,从而延迟了基体金属的腐蚀。即使在基体金属有稍许暴露时,镀层仍能起防护作用,所以,阳极镀层上孔隙的多少,对防护性能的影响很小,就厚度而言,镀层的厚度愈大,防护性愈强。阴极性镀层对基体金属只起纯机械的隔离作用,没有象阳极镀层的电化保护作用,所以一定要在镀层孔隙率很少的情况下才有保护作用,否则,在镀层的孔隙或破损处,基体金属将作为腐蚀电池的阳极,加速了基体金属的腐蚀。一般镀层的孔隙率随着镀层厚度的增加而减少,故厚度越大,阴极镀层的保护性能也越强。

  29.镀件电镀前一般的质量要求如何?

  答:镀件进行电镀前一定要做到无氧化皮、无锈、渍、无油污,表面能完全被水润湿,不挂水珠。

  30.镀件电镀完毕之后,为什么要用清水冲洗干净?

  答:因为产品电镀完毕出槽之后,表面及孔洞粘附有大量的镀液,而镀液本身通常都有一定的腐蚀性。如果不清洗干净,会对镀层及基体产生腐蚀,影响了产品的外观及防护性能。故镀件出槽后,应即用清水冲洗干净,然后加以干燥。31.生铁铸件为什么比其它钢铁零件难于电镀?

  答:铸造出来的生铁零件,其表面往往是凹凸不平及多孔的,在这样的表面上只会得到粗糙而多孔的镀层。此外,在生铁的表面上,还存有游离的石墨,它不但影响到镀层与基体金属的结合,同时,在镀层存有孔隙的情况下,它便成为腐蚀电池的阴极,使镀层金属迅速破坏,生铁中的石墨,有时还具有降低氢超电压的作用,造成氢容易在该处析出,阻碍了金属的沉积,所以,铸造的生铁零件比其它的钢铁零件难于电镀。

           以上是关于电镀基本常识的十问十答,希望对电镀师傅们有所帮助。如果您还有其他的电镀问题,欢迎咨询本网站技术专家。

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