复习版--电镀工艺复习

电镀工艺复习题1.电镀层有那些类型?电镀工艺对镀层有什么要求?（1.3，1.4）1.按镀层的用途可把镀层分为三大类.即:防护性镀层防护一装饰性镀层功能性镀层。2.按照基体金属与镀层的电化学关系，镀层可分为阳极镀层和阴极镀层两大类。要求：1.镀层必须结构致密,表面光滑平整2.镀层厚度要均匀3.镀层与基体间的结合必须牢固为满足上述要求,必须对被镀制品进行镀前处理,镀液的组成及电镀条件的控制极为重要.2.电镀液的组成及其影响.（2.4）电镀溶液的组成对电镀层的结构有着很重要的影响。不同的镀层金属所使用的电镀溶液的组成是各种各样的但是都必须含有主盐。根据主盐性质的不同，可将电镀溶液分为简单盐电镀溶液和络合物电镀溶液两大类。简单盐电镀溶液中主要金属离子以简单离子形式存在(如Cu2+、Ni2+、Zn2+等)．其溶液都是酸性的。在络合物电镀溶液中，因含有络合剂，主要金属离子以络离子形式存在(如[Cu(CN)3]2-、[Zn(CN)4]2-、[Ag(CN)2]-等)，其溶液多数是碱性的，也有酸性的。除主盐和络合剂外，电镀溶液中经常还加有导电盐、缓冲剂、阳极去极化剂以及添加剂等，它们各有不同的作用。3.改善镀液分散能力的方法有那些?（3.4）常用的方法有以下几种(一)远近阴极法：(二)弯曲阴极法(三)霍尔槽法4.金属电镀前为什么要进行镀前处理?镀前处理有那些工艺?1.镀前表面处理的重要性：金属镀件在进入镀液以前的一切加工处理和清理工序总称为镀前处理(或预处理)．作为金属镀层，无论其使用目的和使用场合如何，都应该满足以下要求：镀层致密无孔，厚度均匀一致，镀层与基体结合牢固。要做到这一点，除了镀液组成及操作条件外，被镀零件的表面状态也是一个关键因素。镀前处理有那些工艺：(1)机械处理:主要是用于对粗糙表面进行机械整平，清除表面一些明显的缺陷。包括磨光、机械抛光、滚光、喷砂等。(2)化学处理:包括除油与浸蚀。是在适当的溶液中，利用零件表面与溶液接触时所发生的各种化学反应，除去零件表面的油污、锈及氧化皮．(3)电化学处理:采用通电的方法强化化学除油和浸蚀过程，处理速度快，效果好。(4)超声波处理:是在超声波场作用下进行的除油或清洗过程。主要用于形状复杂或对表面处理要求极高的零件。5.获得锌镀层的方法有那些?电镀锌采用的电解液的种类有那些?优点和缺点各是什么？（第五章镀锌）获得锌镀层的方法很多，有电镀、热浸镀、化学镀、热喷镀和热扩散等，以电镀应用最为普遍。电镀锌采用的电解液的种类很多，按电解液的性质可分为碱性镀液、中性或弱酸性镀液和酸性镀液三类，或是氰化物镀液和无氰镀液两类。氰化物镀锌电解液为碱性，又分高氰、中氰、低氰和微氰几种。无氰镀液有碱性锌酸盐镀液、铵盐镀液和硫酸盐镀液(两种均为酸性)、氯化钾镀液(微酸性)等.优点：1.氰化物锌镀层结晶均匀细致，光泽性好，适于镀覆形状复杂的零件。2.络合物型电解液，具有较好的分散能力和深镀能力。3.活化能力、抗氧化能力强、稳定性高.4.工艺范围宽(允许使用的电流密度范围和温度范围都较宽)．工艺容易控制，操作及维护都很简单缺点：阴极电流效率低(仅70％-75％左右)，且不适于铸铁件的电镀，氰化物剧毒，生产车间必须有良好的通风设备和必要的安全措施，废水处理费用较高。在工艺允许的情况下,尽可能采用无氰镀锌.锌酸盐镀锌优点：锌酸盐镀锌溶液成分简单稳定，操作维护方便。镀层结晶细致，光泽性好，钝化膜不易变色，电解液的分散能力和深镀能力接近氰化镀锌溶液，适合于电镀形状复杂的零件。镀液对设备腐蚀性小，不含氰化物,废水处理简单.缺点：电流效率低(只有65％～75％)，镀层超过一定厚度(15μm)时脆性增加，对铸、锻件较难镀覆。6低锡青铜含锡量是多少？含锡量多少的青铜镀层具有金黄色外观？（6.6）(1)低锡青铜合金中含锡量为8—15％，镀层呈黄色。低锡青铜硬度较低，有良好的抛光性。对钢铁基体而言，合金属于阴极镀层。低锡青铜在空气中易氧化而失去光泽，不宜单独作防护—装饰性镀层，表面还要套铬，作为装饰性镀层的底层。它在热水中有较高的稳定性，可用于在热水中工作的零件。当锡含量增加到13—15％时，镀层为金黄色7氰化物电镀低锡青铜时，提高游离氰化物含量，镀层颜色如何变化？提高电流密度时，镀层颜色如何变化？为什么？（6.6）(2)游离氰化钠氰化钠除了生成铜和锌的络盐外，还必须有适当的游离量，即游离氰化钠。它可以使镀液稳定和保证铜与锌按所需比例析出，并能使阳极溶解正常。游离氰化钠过低时，镀层中的铜含量增加，色泽暗红色，严重时粗糙起泡，阳极钝化，镀液混浊。过高时，镀层中的铜含量减少，阴极电流效率下降，甚至镀件严重析氢。8光亮镀镍工艺中，初级光亮剂有何特征？次级光亮剂有何特征？1.使镀层结晶细小并具有一定光泽，但不能产生全光亮镀层。2.另一个作用是产生压应力，以抵消暗镍镀层和次级光亮剂产生的拉应力，使镀层内应力趋于零，提高延展性（所以又叫做去应力剂）。3.可以使镀层含不同量的硫；可以组成多层镍镀层，使耐蚀性能大大提高。次级光亮剂有何特征：①良好的整平作用；②光亮范围狭窄，只能得到半光亮镀层；③使镀层产生拉应力，增加镀层脆性；④与初级光亮剂配合使用，能获得具有镜面光泽且韧性好的全光亮镍镀层。9多层镍中，半光亮镍含硫为多少？光亮镍含硫为多少？高硫镍含硫为多少？镀层中含硫越高，其电位如何？（7.4）1.半光亮镍层的含硫量接近普通镍（暗镍）层(含硫小于0.005%）2.光亮镍镀层含硫量比较高（含硫量一般大0.03%）3.采用较高的阴极电流密度电镀很短时间（2～3分钟，故又称为冲击镍），得到一层含硫量更高(0.1—0.2%)的薄镀层。4.由于高硫镍层含硫量更高，其电位更负，与半光亮镍层之间的电位差比双层镍更大，更易形成层间腐蚀，延缓腐蚀纵向发展的速度。比双层镍耐蚀性更好10.与一般金属电镀相比,镀铬有什么不同?（8.1）(3)与一般单金属电镀相比，镀铬使用的阴极电流密度要高出数倍至数十倍，因此通过电解槽的电流强度很大，同时在阴极和阳极上析出大量的氢气和氧气，使得电解液的充气度很大，造成电解液的电导下降，所以槽电压很高。通常需要12V或更高的电源。11.镀铬工艺有什么新的发展方向.（8.6）1.低浓度铬酐镀铬工艺低浓度镀铬工艺是指电解液中铬酐含量在30～60g／L的镀铬工艺。在铬酐的使用量上，它只有通常使用的标准镀铬工艺的1/5～1/8，既减轻了铬酐对环境的污染，又节约了大量的原材料。2.三价铬盐镀铬三价铬盐镀铬的研究已有一百多年的历史，但由于在电解液的稳定性和镀铬层的质量等方面，始终无法与铬酸镀铬电解液相比，因此一直未能用于生产。它的最大特点是电解液的毒性小，对环境污染小。3.镀铬添加剂的研制20世纪80年代中期，我国电镀工作者开发出了稀土镀铬添加剂，其主要成分是稀土化合物，在我国已获得较广泛的应用。在镀铬电解液中加入少量的(1～4g/L)稀土化合物，使电解液中铬酐的含量降低到150g／L，并且在较低的温度(30℃～40℃)下就可以获得光泽度高的光亮铬镀层，而且阴极电流效率达到22％～26％，显著高于常规镀铬电解液。采用稀土镀铬添加剂，可以节约大量能源和原材料，同时还大大减轻了铬酐对环境的污染。12镀锡溶液分为哪些类型？氟硼酸盐镀锡的优点和缺点各是什么？目前工业上应用的酸性镀锡液主要有硫酸盐镀液、氟硼酸盐镀液、氯化物—氟化物镀液、磺酸盐镀液等几种类型。优点：氟硼酸盐镀液可采用高的阴极电流密度，沉积速度快，耗电少，镀液分散能力好，镀层细密光亮，可焊性好，常用于钢板、带及线材的连续快速电镀，缺点：但成本较高，特别是存在BF4－对环境的污染，所以应用受到限制。13碱性镀锡的优点和缺点各是什么？其中用钾盐和钠盐哪个更好？碱性镀锡在碱性条件下，锡以SnO32－形式存在。碱性镀锡的镀层与基体金属的结合力好，对镀前的清洗工作要求不高，镀锡液以锡酸钠(或锡酸钾)与氢氧化钠(或氢氧化钾)为主要组成，成分简单，溶液相对容易控制，镀层的分散能力极强，对于形状复杂，有空洞凹坑的零件非常适合。镀层结晶细致、孔隙少、易钎焊。镀液对钢铁设备无腐蚀性，又具有一定除油能力，因而，长期以来是工业上获取无光亮镀锡层的主要工艺。碱性镀锡的主要缺点是：镀液中锡以4价形式存在、电化当量低，且电流效率较低(70％左右)，故镀层沉积速度比酸性镀液至少慢一倍；加之镀液工作温度较高、需要加热，因而能耗大；镀层光亮性差，如要提高锡镀层表面光洁度、光亮度及抗氧化能力，则必须在碱性镀锡后加一道热熔工序。14锡铅合金的用途有哪些？常用的电镀锡铅合金的工艺有哪些？锡含量不同，合金镀层的性能和用途也不同。例如，6％－10％Sn的合金镀层可作为轴瓦、轴套等的减摩镀层；5％－15％Sn的镀层可作为钢带表面的防护、润滑和助焊镀层；45％－55％Sn的镀层可作为防护性镀层，常用于防海水腐蚀；10％－40％Sn的镀层可提高电子元器件引线的可焊性；60％－63％Sn和60％－90％Sn的镀层可分别作为印制电路板和电子元器件的抗蚀和可焊性镀层，代替传统的镀银层，从而降低成本，广泛应用于电子工业。锡铅合金镀层呈浅灰色、有金属光泽，较柔软，孔隙率比相同厚度的锡镀层或铅镀层小，可防止“锡晶须”的生长。目前广泛使用的是氟硼酸盐镀液。近年来，锡铅合金电镀新工艺的发展方向是无氟电镀，既要提高镀层性能，又要避免对环境的污染。正在研究和应用的镀液品种相当广泛，如柠檬酸盐、焦磷酸盐、氨基或有机磺酸盐、氯化物等类型镀液，其中以氨基或甲烷磺酸盐镀液的应用前景最好。15.银合金有那些?用途有哪些？（第十章）电镀银合金银合金种类繁多，有银锑、银铅、银镉、银锌、银镍、银铜、银钯、银铂等。银铅合金作为减摩镀层用于高速旋转、高负荷下的工作状态；银镉合金抗海水腐蚀、抗硫、抗高温变色能力均高于纯Ag镀层；银锑合金俗称“硬银’’，是一种耐磨性镀层，可作无线电、电子工业的接插件镀层，以提高产品质量和使用寿命。银合金镀液多是氰化物溶液。16.电镀金工艺有那些?（第十章）电镀金始于1838年英国人发明的氰化镀金，主要用于装饰。20世纪40年代电子工业的发展使金价暴涨，大都采用镀薄金。为了进一步节约金，20世纪60年代出现了刷镀金(即选择性镀金)，20世纪80年代出现了脉冲镀金和镭射镀金。1950年发现氰化金钾在有机酸存在下的稳定性，进而出现了中性和弱酸性镀金液20世纪60年代后期无氰镀金也得到了应用，尤其是以亚硫酸盐镀金应用最广。17.非金属电镀通常有哪些工序？（十一章非金属）它通常包括以下几个工序：消除应力、除油、粗化、敏化、活化、化学镀。经过合格的前处理后，就可以按常规工艺进行电镀。18化学镀有哪些特点？（十二章）与电镀相比，化学镀有以下优点：(1)在结构复杂的镀件上可形成较均匀的镀层；(2)镀层的针孔一般比较小；(3)可以直接在塑料等非导体上形成金属镀层；(4)镀层具有特殊的化学、机械或磁性能；(5)不需要电源，镀件表面无导电触点。19化学镀镍通常使用哪些还原剂？（十二章）(2)还原剂次磷酸钠是化学镀镍溶液中的还原剂，它通过自身的氧化使镀液中的Ni2+还原为Ni而形成镀层。镀液中次磷酸钠的用量主要取决于镍盐浓度，镍盐与次磷酸钠含，量比过低时，镀层发暗，镀液稳定性下降，比值过高时沉积速度很慢。这一比值还直接影响镀层中的磷含量，比值越低，磷含量越高。20化学镀铜溶液中络合剂的作用是什么？通常使用哪些络合剂?(三)络合剂化学镀铜溶液均为碱性，需加入络合剂，使其与铜离子形成稳定络合物以防止氢氧化铜沉淀生成。目前化学镀铜广泛使用的络合剂有酒石酸盐、EDTA以及酒石酸盐与EDTA的混合络合剂，且酒石酸盐尚具有pH缓冲剂功能。