表格模板-6现代表面技术电镀2 精品.ppt

《表格模板-6现代表面技术电镀2 精品.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《表格模板-6现代表面技术电镀2 精品.ppt（36页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、回顾：回顾：n电镀技术电镀技术n电镀原理电镀原理n电镀基本过程电镀基本过程n影响电镀涂层的因素影响电镀涂层的因素n阴极还原反应：阴极还原反应：nMeMen+n+ne=Me +ne=Me n阳极氧化反应：阳极氧化反应：nMe-ne= MeMe-ne= Men+ n+ 6.3 合金电镀合金电镀在阴极上同时沉积出在阴极上同时沉积出两种或两种以上金属两种或两种以上金属，形成结构和性能符合要求的镀层的工艺过程形成结构和性能符合要求的镀层的工艺过程n合金电镀往往具有单金属无法达到的特殊性能合金电镀往往具有单金属无法达到的特殊性能: :其色泽、外观、其色泽、外观、硬度、致密性、电磁性、化学稳定性、耐高温性、

2、耐磨性和镀层硬度、致密性、电磁性、化学稳定性、耐高温性、耐磨性和镀层结构等通常都优于单金属镀层。结构等通常都优于单金属镀层。 合金合金电镀电镀根据电镀合金的特性和应用根据电镀合金的特性和应用来分类来分类: : 1 1）防护性合金镀层）防护性合金镀层n常用镀层常用镀层: : Zn-NiZn-Ni、Zn-FeZn-Fe、 Zn - CoZn - Co、 Zn-TiZn-Ti等；等； Cr-NiCr-Ni、Cr-MoCr-Mo、Cr-WCr-W以及以及Ni-PNi-P、Ni-BNi-B等合金镀层；等合金镀层； Pb-SnPb-Sn、Pb-InPb-In、Pb-AgPb-Ag、Pb-Sn-CuPb-S

3、n-Cu、Pb-Sb-SnPb-Sb-Sn等合金镀层。等合金镀层。n性能应用：具有优良的防护性。另外其电镀工艺多具有性能应用：具有优良的防护性。另外其电镀工艺多具有低氢脆性低氢脆性，因此，因此，特别适用于汽车、船舶、航空和航天等工业。特别适用于汽车、船舶、航空和航天等工业。 2 2）防护装饰性合金镀层）防护装饰性合金镀层 常用镀层常用镀层: :n多层镀层多层镀层，以，以 Cu-SnCu-Sn、Ni-FeNi-Fe做镀铬底层；做镀铬底层；n以锡为基的某些合金以锡为基的某些合金，如，如Sn-Sn-CoCo、Sn-NiSn-Ni和和Sn-Ni-x(xSn-Ni-x(x为为ZnZn 、CdCd等金属等

4、金属) )合合金等，金等，镀层外观似铬，代替装饰性镀铬镀层外观似铬，代替装饰性镀铬。 6.3.1合金电镀的分类合金电镀的分类n电镀可焊性合金镀层：电镀可焊性合金镀层：Sn-Pb(60-40)Sn-Pb(60-40)合金，已在印刷线路板上得到合金，已在印刷线路板上得到广泛应用。广泛应用。n电镀磁性合金镀层：电镀磁性合金镀层：Co-NiCo-Ni和和Ni-FeNi-Fe等磁性合金镀层，已在计算机和等磁性合金镀层，已在计算机和记录装置上作为记忆元件使用。其他如记录装置上作为记忆元件使用。其他如Co-FeCo-Fe、Co-CrCo-Cr、Co-WCo-W、Ni-Fe-Ni-Fe-CoCo和和Ni-Co

5、-PNi-Co-P等也具有良好的磁性。等也具有良好的磁性。 4 4）电镀贵金属合金）电镀贵金属合金n主要指电镀以金、银、钯等贵金属为基的合金主要指电镀以金、银、钯等贵金属为基的合金，如，如Au-CoAu-Co、Au-NiAu-Ni、Au-AgAu-Ag、Ag-ZnAg-Zn、Ag-SbAg-Sb（锑）和（锑）和PdPd（钯）（钯）-Ni-Ni合金等，其中合金等，其中Pd-NiPd-Ni合金合金作为代金镀层，用以节约贵金属。这类合金多用在电子元器件上。作为代金镀层，用以节约贵金属。这类合金多用在电子元器件上。 3 3）功能性合金）功能性合金 1 1）单盐电解液）单盐电解液n从从简单金属镀液中实现

6、金属的共沉积，简单金属镀液中实现金属的共沉积，如从氯化物体系中电沉积如从氯化物体系中电沉积Zn-NiZn-Ni、 Zn-Fe、 Zn - Co合金。特点成分简单，容易维护，电流效率高，但合金。特点成分简单，容易维护，电流效率高，但分散分散能力和覆盖能力较差能力和覆盖能力较差。2 2）络合物电解液）络合物电解液n大多数合金镀层是从络合物电解液中沉积出来的大多数合金镀层是从络合物电解液中沉积出来的。特点分散能力和。特点分散能力和覆盖能力好，但镀液成分比较复杂，维护和控制比较麻烦。覆盖能力好，但镀液成分比较复杂，维护和控制比较麻烦。3 3）有机溶剂电解液）有机溶剂电解液n有些金属离子，很难从水溶液中

7、共沉积，但有些金属离子，很难从水溶液中共沉积，但在有机溶剂中的沉积电位在有机溶剂中的沉积电位比在水溶液中更接近比在水溶液中更接近，因而容易共沉积，如，因而容易共沉积，如Al-MnAl-Mn、Al-CrAl-Cr、Al-NiAl-Ni等。等。根据电镀液的类型来分：根据电镀液的类型来分：电镀合金与热熔法电镀合金与热熔法得到的合金相比较，具有以下特点：得到的合金相比较，具有以下特点：n1 1）制备新型合金制备新型合金：可获得热熔法制的合金相图上没有的合金相，如：可获得热熔法制的合金相图上没有的合金相，如Cu- Cu- Ni Ni、Sn-NiSn-Ni合金。合金。n2 2）非晶态合金：非晶态合金：可获

8、得热熔法不能制取的性能优异的非晶态合金，如可获得热熔法不能制取的性能优异的非晶态合金，如Ni-Ni- P P合金和合金和Ni-BNi-B合金等，而非金属合金等，而非金属P P和和B B不能单独从水溶液中电沉积出来。不能单独从水溶液中电沉积出来。n3 3）获得在水溶液中难以单独电沉积的金属获得在水溶液中难以单独电沉积的金属，如，如Ni-WNi-W合金和合金和Ni-MoNi-Mo合金中的合金中的w w 和和MoMo等等n4 4）易获得高熔点金属与低熔点金属形成的合金易获得高熔点金属与低熔点金属形成的合金，如，如Zn-NiZn-Ni合金等合金等n5 5）电镀法得到的合金比一般热熔法得到的合金硬度高、

9、耐磨性好电镀法得到的合金比一般热熔法得到的合金硬度高、耐磨性好，如，如Ni-CoNi-Co 合金和合金和Ni-PNi-P合金等。合金等。6.3.2合金电镀的原理合金电镀的原理（1 1）单金属的沉积电位）单金属的沉积电位 对于单金属来说，其沉积电位等于它的平衡电位和过电位之和对于单金属来说，其沉积电位等于它的平衡电位和过电位之和 平析析平 -沉积电位（或析出电位）（沉积电位（或析出电位）（V V）-平衡电极电位平衡电极电位(V)(V)-金属离子在阴极上放电的过电位（金属离子在阴极上放电的过电位（V V）（2 2）合金电沉积的条件）合金电沉积的条件n两种金属中至少有一种金属能从其盐的水溶液中沉积出

10、来两种金属中至少有一种金属能从其盐的水溶液中沉积出来。 有些金属（如有些金属（如W,MoW,Mo等）不能从其盐的水溶液中沉积出来，但可以借助诱等）不能从其盐的水溶液中沉积出来，但可以借助诱导沉积与铁族金属共沉积。导沉积与铁族金属共沉积。n共沉积的两金属的沉积电位须十分接近共沉积的两金属的沉积电位须十分接近。 如果相差太大，则电位较正的金属将优先镀出来，甚至完全排斥电位较如果相差太大，则电位较正的金属将优先镀出来，甚至完全排斥电位较负金属的析出，这样就不能形成合金镀层。负金属的析出，这样就不能形成合金镀层。21析析 例如，例如，Pb(-0.126V)Pb(-0.126V)与与Sn (-0.136

11、V)Sn (-0.136V)、Ni (0.25V)Ni (0.25V)与与Co(0.277V)Co(0.277V)、Cu(0.34V)Cu(0.34V)与与Bi(0.32V)Bi(0.32V)，它们的标准电极电势比较接近，通常可以从，它们的标准电极电势比较接近，通常可以从它们的简单盐溶液中实现共沉积。它们的简单盐溶液中实现共沉积。（3 3）实现合金共沉积的方法）实现合金共沉积的方法n改变镀液中金属离子的浓度改变镀液中金属离子的浓度 增大较活泼金属的浓度使它的电位正移，或者降低较贵金属离子的增大较活泼金属的浓度使它的电位正移，或者降低较贵金属离子的浓度使它的电位负移从而它们的电位接近。浓度使它的

12、电位负移从而它们的电位接近。n采用络合剂采用络合剂 金属络离子能降低离子的有效浓度，使电位较正金属的平衡电位负移金属络离子能降低离子的有效浓度，使电位较正金属的平衡电位负移的绝对值大于电位较负的金属。的绝对值大于电位较负的金属。n加入适当的添加剂加入适当的添加剂 有些添加剂能显著地有些添加剂能显著地增大或降低阴极极化，改变金属的析出电位增大或降低阴极极化，改变金属的析出电位。添。添加剂在阴极表面的阻化作用常带有一定的选择性。一种添加剂可能对加剂在阴极表面的阻化作用常带有一定的选择性。一种添加剂可能对几种金属的电沉积起作用，而对另一些金属的电沉积则无效果。几种金属的电沉积起作用，而对另一些金属的

13、电沉积则无效果。6.3.36.3.3共沉积合金镀层的结构类型共沉积合金镀层的结构类型 主要有四类：主要有四类： （1 1）机械混合物）机械混合物 形成合金镀层的组元仍保持原来组元的结构和性质，组元间形成合金镀层的组元仍保持原来组元的结构和性质，组元间不发生相互作用。如：不发生相互作用。如：Sn-PbSn-Pb、Cd-ZnCd-Zn、Sn-ZnSn-Zn、Cu-AgCu-Ag等。等。（2 2）固溶体）固溶体 溶质原子溶入溶剂的晶格中，仍保持溶剂金属的晶格类型。有溶质原子溶入溶剂的晶格中，仍保持溶剂金属的晶格类型。有间隙固溶体和置换固溶体间隙固溶体和置换固溶体。当从焦磷酸盐溶液中电沉积铜锌合金。当

14、从焦磷酸盐溶液中电沉积铜锌合金时，形成铜锌置换固溶体合金。时，形成铜锌置换固溶体合金。 （3 3）金属间化合物）金属间化合物 金属间化合物是合金各组分间相互发生作用，从而生成一种新相，金属间化合物是合金各组分间相互发生作用，从而生成一种新相，其晶格类型和性能完全不同于任一组分。其晶格类型和性能完全不同于任一组分。 金属间化合物一般可以用分子式来大致表示其组成，但它与普金属间化合物一般可以用分子式来大致表示其组成，但它与普通化合物不同，除离子键和共价键外，金属键也在不同程度上起作通化合物不同，除离子键和共价键外，金属键也在不同程度上起作用，使这种化合物具有一定程度的金属性质，故称为金属间化合物。

15、用，使这种化合物具有一定程度的金属性质，故称为金属间化合物。例如：例如：铜锡合金铜锡合金(Cu6Sn5)(Cu6Sn5)、锡镍合金、锡镍合金(Ni3Sn2)(Ni3Sn2)等。等。 （4 4）非晶态合金）非晶态合金 也叫金属玻璃。原子排列无序，没有晶界、位错等晶格缺陷，也叫金属玻璃。原子排列无序，没有晶界、位错等晶格缺陷，无偏析现象，具有各相同性。性能与晶体不同，高耐蚀性、高硬度、无偏析现象，具有各相同性。性能与晶体不同，高耐蚀性、高硬度、高导热性、磁性能等。如：高导热性、磁性能等。如：Ni-PNi-P、Ni-BNi-B、Fe-MoFe-Mo、Co-ReCo-Re、Ni-W-PNi-W-P、N

16、i-Fe-PNi-Fe-P合金等。合金等。6.4 复合电镀复合电镀6.4.1复合电镀定义及特点复合电镀定义及特点 复合电镀是通过金属电沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒，复合电镀是通过金属电沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒，均匀地夹杂到金属镀层中所形成的特殊镀层。这种制备复合镀层的方法，称均匀地夹杂到金属镀层中所形成的特殊镀层。这种制备复合镀层的方法，称为为复合电镀复合电镀（composite platingcomposite plating）。这种技术还被叫做）。这种技术还被叫做弥散电镀弥散电镀（dipersion platingdipersion plating）, ,镶嵌电镀镶嵌电镀（incrustation platingincrustation plating）或）或分散电镀分散电镀。特点：特点： （1 1）不需要高温即可获得复合镀层）不需要高温即可获得复合镀层 （2 2）复合电镀的投资少，操作简单、易于控制，成本低，能耗少。）复合电镀的投资少，操作简单、易于控制，成本低，能耗少。（3 3）基质金属与固体颗粒的不同的组合，可获得多种多样的复合镀层。）基质金属与固