電鍍理論知識(shí)與概論

電鍍理論知識(shí)與概論（臺(tái)灣）一、表面處理概論1.1表面處理(SurfaceTreatment)表面處理的對(duì)象非常廣泛，從傳統(tǒng)工業(yè)到現(xiàn)在的高科技工業(yè)，從以前的金屬表面到現(xiàn)在的塑料，非金屬的表面.它使材料更耐腐蝕，更耐磨耗，更耐熱，它使材料的壽命延長(zhǎng)，此外改善材料表面的特性，光澤美觀等提高產(chǎn)品的附加價(jià)值，所有這些改變材料表面的物理，機(jī)械及化學(xué)性質(zhì)的加工技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)為表面處理(surfacetreatment)或稱(chēng)為表面加工(surfacefinishing)。金屬表面處理(metalsurfacetreatment)金屬經(jīng)初步加工成型后需修飾金屬表面，美化金屬表面，更進(jìn)一步改變金屬表面的機(jī)械性質(zhì)及物理化學(xué)性質(zhì)等的各種操作過(guò)程，稱(chēng)的為金屬表面處理.或稱(chēng)的金屬表面加工(metalsurfacefinishing)。1.2表面處理的目的表面處理的目的可以分四大類(lèi):(1)美觀(appearance)。(2)防護(hù)(protection)(3)特殊表面性質(zhì)(specialsurfaceproperties)(4)機(jī)械或工程性質(zhì)(mechanicalorengineeringproperties)(1)美觀(appearance)為了提高制品的附加價(jià)值，賦予制品表面美觀，例如裝飾性電鍍(decorativeplating)Au，Ag，Rh，Ni，Cr，黃銅等電鍍(electroplating)。(2)防護(hù)(protection)為了延長(zhǎng)制品的壽命，再制品表面披覆(coating)耐腐蝕的材料，例如保護(hù)性電鍍(protectiveplating)Zn，Cd，Ni，Cr，Sn等電鍍。(3)特殊表面性質(zhì)(specialsurfaceproperties)1.提高制品的導(dǎo)電性(electricalconductiuity)，例如電鍍Ag，Cu。2.提高焊接性(soderability)在通訊急電子工業(yè)應(yīng)用，例如Sn-Pb合金電鍍。3.提高光線的反射性(lightreflectivity)例如宇宙飛船，人造衛(wèi)星的外殼需反射光線，Ag及Rh的鍍層被應(yīng)用上。4.減小接觸阻抗(contactresistance)例如在電子組件的Au及Pd電鍍。(4)機(jī)械或工程性質(zhì)(mechanicalorengineeringproperties)1.提高制品的強(qiáng)度(strenth)，例如塑料電鍍。2.提高制品的潤(rùn)滑性(bearingpropertries)例如多孔鉻電鍍(porous  chromiumplating)，內(nèi)燃機(jī)的鋁合金活塞(piston)，鍍錫Sn以防止汽缸(cylinder)壁刮傷。3.增加硬度(hardness)及耐磨性(wearresistance)，例如硬鉻電鍍(hardchromiumplating)。4.提高制品的耐熱性，耐候性，抗幅射線，例如塑料，非金屬的電鍍。5.滲碳(carburizing)，氮化(nitriding)的防止，例如鋼鐵表面硬化(casehardening)時(shí)在不要硬化部份鍍Cu。1.3表面處理的重要性表面處理工業(yè)雖然不是工業(yè)的主流，但只有透過(guò)表面處理，制品的特性及價(jià)值才能充份發(fā)揮出來(lái).應(yīng)用電鍍(plating)，陽(yáng)極處理(anodizing)，化成處理(convesioncoating)，涂裝(coating)等工業(yè)技術(shù)，達(dá)到防蝕，增進(jìn)可焊性，潤(rùn)滑性，耐磨性，附著性及鋼材防止?jié)B碳等的多項(xiàng)目的。所以表面處理為各種加工制造工業(yè)不可或缺的過(guò)從傳統(tǒng)工業(yè)到近代高科技，表面處理技術(shù)一直扮演非常重要性的角色.例如宇宙飛船，人造衛(wèi)星，集成電路等的發(fā)展表面處理技術(shù)都有決定性的影響.由于表面處理對(duì)材料月異，帶動(dòng)相關(guān)科技工程的進(jìn)步。1.4表面處理技術(shù)的種類(lèi)從表面處理的特性可分類(lèi):表面形成：機(jī)械法__珠擊法，切削，搪磨，撒砂，精磨，研磨，超加工。冶金法__表面硬化，(淬火，滲碳，氮化)，擴(kuò)散皮膜法?；瘜W(xué)法__電解研磨，酸洗，化學(xué)研磨，酸蝕雕刻。表面披覆：表面披覆__電鍍，無(wú)電鍍，熱浸鍍，熔射鍍，真空蒸著，陰極噴濺，無(wú)機(jī)披覆__陽(yáng)極處理，化成處理，著色，琺瑯處理。有機(jī)披覆__涂裝，橡膠加襯，塑料加襯。1.5國(guó)內(nèi)表面處理工業(yè)的狀況及問(wèn)題依據(jù)民國(guó)70年行政院科技顧問(wèn)組調(diào)查報(bào)告，有關(guān)表面處理工業(yè)，國(guó)內(nèi)有約4000家，其中電鍍工業(yè)約占1200家，分散全省各地，主要的生產(chǎn)項(xiàng)目有，工業(yè)電鍍，裝飾電鍍，熱浸電鍍，陽(yáng)極電鍍，化成電鍍，發(fā)色，涂裝，從事表面處理的工作人員有15000至20000人，具有專(zhuān)業(yè)知識(shí)程度者約1000人至1500人。1.5.1原料及設(shè)備的供應(yīng)大部分昂貴的原料依靠國(guó)外進(jìn)口，生產(chǎn)設(shè)備多為國(guó)產(chǎn)，較貴重的檢驗(yàn)儀器設(shè)備75%是進(jìn)口貨.國(guó)內(nèi)原料成本極高，業(yè)著負(fù)擔(dān)沉重，應(yīng)設(shè)法改善，防止貿(mào)易商操縱市場(chǎng)，更要鼓勵(lì)研究開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)重要的原料。1.5.2從業(yè)人員知識(shí)水準(zhǔn)一般從業(yè)人員的程度較低，科技短識(shí)及品管觀念缺乏，難有研究開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，唯賴(lài)低廉勞力，以求生存.政府有關(guān)單位應(yīng)定期舉辦研習(xí)會(huì)，使業(yè)者獲得新知蔚為研究風(fēng)氣，提高技術(shù)水準(zhǔn)，對(duì)在職工程人員，鼓勵(lì)利用建教合作方式，進(jìn)修或在職訓(xùn)練，亦應(yīng)舉辦各類(lèi)技術(shù)鑒定考試，并規(guī)定業(yè)者的工廠作業(yè)需由技術(shù)士擔(dān)任。表面處理對(duì)材料的附加價(jià)值甚高，先進(jìn)國(guó)家不惜投入龐大人力物力從事研究發(fā)展，使得表面處理技術(shù)日新月異，要并駕齊驅(qū)，迎頭趕上，勢(shì)必從教育做起，在大專(zhuān)院校設(shè)立正規(guī)教育的表面處理人才，才能有雄厚發(fā)展實(shí)力.鼓勵(lì)學(xué)校與工業(yè)界間的建教合作，技術(shù)性問(wèn)題需要由學(xué)校帶動(dòng)，學(xué)校要增添新設(shè)備，充實(shí)師資，積極培育專(zhuān)業(yè)人才，企業(yè)界要僅量聘用教育較高科技人員，以增加研究發(fā)展的潛力。1.5.3生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)方式一般專(zhuān)業(yè)廠商規(guī)模不大，主要為訂貨生產(chǎn)，小規(guī)模工廠沒(méi)有管理制度，教育程度低，對(duì)人力，原料及能源造成無(wú)所謂的浪費(fèi).大廠則受到地下工廠惡性削價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)，影響小廠應(yīng)集中投資，合并經(jīng)營(yíng)，始合乎經(jīng)濟(jì)原則.就有生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)適時(shí)予以淘汰，換置自動(dòng)化處理設(shè)備，能以簡(jiǎn)化經(jīng)營(yíng)管理，提高生產(chǎn)效率，穩(wěn)定品質(zhì)，節(jié)省人工，提高產(chǎn)品的國(guó)際聲譽(yù)，促進(jìn)工業(yè)升級(jí)。1.5.4廢物處理及公害由于地下工廠甚多，使廢物形成嚴(yán)重的公害問(wèn)題，廢物處理系統(tǒng)投資費(fèi)用極高，非一般中小型表面處理工廠所能負(fù)擔(dān)維持得起，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及需要，認(rèn)為設(shè)立表面處理專(zhuān)業(yè)區(qū)，集中處理廢物，廢水，不但能減少公害，而且能管制地下工廠。1.5.5表面處理公會(huì)表面處理是工業(yè)發(fā)展中很重要的一環(huán)，避免或防止表面處理界的惡性競(jìng)爭(zhēng)或市場(chǎng)操縱，加強(qiáng)廠商彼此合作，聯(lián)系與技術(shù)交流，應(yīng)充份發(fā)揮公會(huì)功能，解決同業(yè)的困難.另應(yīng)設(shè)有完整品質(zhì)檢驗(yàn)中心，集中檢驗(yàn)，測(cè)定的服務(wù)，訂定表面處理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，作為廠商品質(zhì)改善或品質(zhì)保證的依據(jù)。1.5.6表面處理技術(shù)資料根據(jù)業(yè)者的反映，國(guó)內(nèi)技術(shù)資料的獲得不亦且缺乏，技術(shù)難以突破，應(yīng)設(shè)置有健全的表面技術(shù)數(shù)據(jù)處理中心，對(duì)研究開(kāi)發(fā)者適時(shí)提供新穎充份的信息，對(duì)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)者提供可參考資料。1.6國(guó)內(nèi)表面處理工業(yè)發(fā)展的方向國(guó)內(nèi)表面處理工業(yè)的技術(shù)自行開(kāi)者很少，大多仰賴(lài)國(guó)外廠商的業(yè)務(wù)代表或代理商.往往引進(jìn)的技術(shù)并非最前進(jìn)者或只是局部的，因此使本國(guó)產(chǎn)品品質(zhì)遜于外貨乃為不可避免，產(chǎn)品的信譽(yù)及附加價(jià)值難以提升.國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)也甚少做獨(dú)立性長(zhǎng)期性的研究，國(guó)內(nèi)欲求工業(yè)的升級(jí)，商品附加價(jià)值提高，必須大力提高表面處理技術(shù)，以達(dá)成支持各項(xiàng)金屬制造業(yè)，機(jī)器工業(yè)，電子工業(yè)的任務(wù)。-------------------------------------------------------------------------------1.6.1裝飾電鍍(decorativeplating)裝飾電鍍的主要目的改進(jìn)產(chǎn)品的外觀，提高產(chǎn)品附加價(jià)值，其主要產(chǎn)品如項(xiàng)鏈，胸針，耳環(huán)等飾物，合法登記的裝飾電鍍廠不足十分的一，地下小廠不需付稅捐，廢水處里費(fèi)用等，導(dǎo)致小廠吃大廠，劣幣逐良幣的反淘汰的惡性循環(huán).所以發(fā)展的方向應(yīng)為大廠增添新設(shè)備，提高技術(shù)水準(zhǔn)，提高產(chǎn)品品質(zhì)，加強(qiáng)取締公害，自然促使非法及小廠淘或合并經(jīng)營(yíng)才能進(jìn)一步發(fā)展。1.6.2工程電鍍(engineeringplating）工程電鍍的目的是增加產(chǎn)品的耐蝕力，延長(zhǎng)使用壽命，改進(jìn)機(jī)械性質(zhì)等.現(xiàn)在許多精密模具無(wú)法使用機(jī)械加工，也使用電鍍法，稱(chēng)的為電鑄(electroforming).工的規(guī)模較大，許多操作采用自動(dòng)化，多附屬于大規(guī)模較大機(jī)器制造廠。獨(dú)立的工程電鍍廠也大都與大型機(jī)器金屬制造廠訂有長(zhǎng)期加工契約，其惡性競(jìng)爭(zhēng)較裝飾性電鍍小，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，工程電鍍技術(shù)水準(zhǔn)必須精益求精，力爭(zhēng)上游，其發(fā)展是大有可為的工程電鍍使用支持料數(shù)量鉅大，因此廢物處理的公害問(wèn)題需特別重視，稍一不慎將造成不可收拾的公害。一般中小廠為節(jié)省開(kāi)支沒(méi)有廢物處理設(shè)備，或有也只供參觀檢查時(shí)的用，浪費(fèi)投資，罔顧員工及環(huán)境的安全與衛(wèi)生.故今后發(fā)展方向?yàn)槿绾螀f(xié)助，促使這些小廠家合并始引進(jìn)或研究開(kāi)發(fā)更經(jīng)濟(jì)更有效新技術(shù).工程電鍍用的化學(xué)品如進(jìn)鍍成性質(zhì)的添加劑，多為國(guó)外原料供貨商的機(jī)密，利潤(rùn)甚高，若能長(zhǎng)期研究必能研就發(fā)展成功替代品，以減低本國(guó)電鍍工業(yè)的成本。--------------------------------------------------------------------------------1.6.3鍍錫(tinplating)鍍錫生產(chǎn)應(yīng)往高速率的連續(xù)生產(chǎn)方向發(fā)展，唯有使用高度自動(dòng)化設(shè)備才能節(jié)省日益高漲的連續(xù)工資及能源.此種設(shè)備國(guó)內(nèi)無(wú)法設(shè)計(jì)制造，需向國(guó)外引進(jìn)技術(shù)，近年來(lái)使用鋁罐，鋁箔，塑料瓶罐，臘紙盒，玻璃瓶等材料越來(lái)越普遍，占去馬口鐵很大的市場(chǎng)尤其一些錫生產(chǎn)的開(kāi)發(fā)國(guó)家如印尼，菲律賓，泰國(guó)，馬來(lái)西亞等也開(kāi)始生產(chǎn)馬口鐵，另外有逐漸改無(wú)錫鐵皮(tinfreesteel)的趨勢(shì)。1.6.4熱浸鍍鋅(zinchotdipcoating)鍍鋅鋼片主要有電鍍式鍍鋅鋼片及熱浸式鋼片，其中以熱浸式占大多數(shù)，鍍鋅鋼片具有優(yōu)良耐蝕性與低廉價(jià)格.主要用途為建筑如用在頂板(roofing)，側(cè)板(siding)，廣告牌，風(fēng)管等，其次為電器及機(jī)械業(yè).國(guó)內(nèi)鍍鋅鋼片業(yè)者需淘汰更新陳舊設(shè)備，采用新式連續(xù)式熱浸鍍鋅方式生產(chǎn)，產(chǎn)量大，品質(zhì)佳，產(chǎn)品適用性廣，成本低并加以配合耐高腐蝕力，鍍層延性，抗熱性，焊接性及美麗彩色涂裝的需求提高制品的品質(zhì).如發(fā)展出來(lái)的鐵鋅合金鍍面，差別鍍鋅，單面鍍鋅及鋁鋅合金鍍面等。.6.5陽(yáng)極處理(anodizing)鋁的陽(yáng)極處理是鋁金屬表面藉由電流的作用形成一層氧化物膜，堅(jiān)硬耐磨，抗蝕性極高，色澤優(yōu)美.鋁合金本身易于加工，強(qiáng)度高，用途很廣，磥瑣T陽(yáng)處理產(chǎn)品為鋁門(mén)窗，家俱，照相機(jī)及儀表外殼另件.鋁材制造極其加工業(yè)也日益擴(kuò)展，鋁陽(yáng)處理有相當(dāng)市場(chǎng)潛力。陽(yáng)極處理的發(fā)展例如硬質(zhì)陽(yáng)極處理(hardanodizing)，在低溫電流亦有用交直流并用的陽(yáng)極處理.這種硬化的陽(yáng)極處理的鋁材可用于活塞，汽缸，汽缸內(nèi)襯，油壓機(jī)及渦輪的另件，汽閥，齒輪，槍械另件，離合器，煞車(chē)圓片，(brakedisk)，機(jī)器另見(jiàn)及工具等.液溫，電流密度，溶液成份需自動(dòng)控制才能?chē)?yán)格管制成品的品質(zhì)以達(dá)客戶(hù)要求.自動(dòng)化需引進(jìn)國(guó)外技術(shù)及大量的資金，所以同時(shí)要深入了解國(guó)外市場(chǎng)的潛力循序達(dá)成自動(dòng)化。1.6.6涂裝(coating)涂裝工業(yè)的成長(zhǎng)仍應(yīng)會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大，應(yīng)設(shè)法取締地下工廠以減少公害。保障合法廠商，避免惡性競(jìng)爭(zhēng).教育用戶(hù)重視表面處理技術(shù)的價(jià)值，提高涂裝品質(zhì)的要求.大廠商應(yīng)力爭(zhēng)上游，自行發(fā)展高級(jí)產(chǎn)品而不能只埋怨小廠的低廉競(jìng)銷(xiāo).發(fā)展的趨勢(shì)大多采用粉體涂裝，以節(jié)省能源和溶劑并可減少公害.非溶劑的涂裝和省能源型(紫外線硬化，低溫硬化)的新產(chǎn)品，涂裝工業(yè)當(dāng)然應(yīng)該迎頭趕上。1.7學(xué)會(huì)，雜志及參考書(shū)籍促進(jìn)表面處理工業(yè)界的聯(lián)系，技術(shù)交流，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的定訂，防止惡性競(jìng)爭(zhēng)，市場(chǎng)的操縱等應(yīng)設(shè)有功能的公會(huì)，協(xié)會(huì)以解決同業(yè)的困難.例如電鍍公會(huì)，陽(yáng)極處理公會(huì)，涂裝公會(huì)等.學(xué)會(huì)及雜志社提供新知識(shí)，新科技的信息.在做研究開(kāi)發(fā)工作，資料的取得是非常重要的，尤其是有關(guān)專(zhuān)利資料更具有價(jià)值。1.7.1學(xué)會(huì)有關(guān)表面處理技術(shù)的國(guó)內(nèi)外學(xué)會(huì)有:(1)中國(guó)材料科學(xué)學(xué)會(huì)。(2)中國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)。(3)中國(guó)化學(xué)會(huì)。(4)中國(guó)腐蝕防蝕學(xué)會(huì)。(5)American，ElectroplaterSociety。(6)American，ElectrochemicalSociety。(7)American，NationalAssociationofCorrosionEngineers。(8)英國(guó)Instituteofmetalfishing.(9)英國(guó)CorrosionScienceSociety。(10)英國(guó)CorrosionandProtectionAssociation。(11)日本金屬表面技術(shù)學(xué)會(huì)。(12)日本金屬學(xué)會(huì)第三分科會(huì)(金屬表面物理化學(xué))。(13)日本鋼鐵學(xué)會(huì)。(14)日本電器化學(xué)協(xié)會(huì)。(15)日本化學(xué)學(xué)會(huì)。(16)日本輕金屬學(xué)會(huì)。(17)德國(guó)BunsenGesellechaff。1.7.2雜志有關(guān)表面處理雜志有:國(guó)內(nèi):金屬表面技術(shù).工業(yè)材料。表面處理工業(yè).化工技術(shù)。防蝕工程.材料科技.日本:金屬表面技術(shù).防蝕技術(shù)。金屬材料.工業(yè)材料美國(guó):PlatingCorrosionMetalFinishingMaterialsProtectionProductFinishingMaterialsandMethodsIndustrialFinishing英國(guó):ElectroplatingMetalIndustry德國(guó):MetalloberflancheOberflachenentechnikKorrosionundMetallschutzWerkstoffeundKorrosion1.8表面處理電鍍技術(shù)士檢定規(guī)范金屬表面處理是一門(mén)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)與學(xué)問(wèn)，為提高表面處理工業(yè)的水準(zhǔn)及發(fā)展?jié)摿Γ艘?guī)定工廠必須擁有表面處理技術(shù)士如電鍍技術(shù)士，陽(yáng)極處理技術(shù)士，涂裝技術(shù)士等.讓這些專(zhuān)門(mén)技術(shù)士從事工廠作業(yè)，才能有優(yōu)良的產(chǎn)品。技術(shù)技能士檢定旨在配合經(jīng)濟(jì)發(fā)展，改變職業(yè)觀念，建立技能共信標(biāo)準(zhǔn)，提高技術(shù)人士的地位適應(yīng)國(guó)家建設(shè)的需要.凡測(cè)驗(yàn)合格者，由內(nèi)政部頒發(fā)[中華民國(guó)技術(shù)士證]。技術(shù)士技能檢定分為學(xué)科與術(shù)科測(cè)驗(yàn)兩階段完成.學(xué)科測(cè)驗(yàn)就檢定規(guī)范中[相關(guān)知識(shí)]范圍內(nèi)命題，采是非選擇方式.術(shù)科測(cè)驗(yàn)需學(xué)科測(cè)驗(yàn)合格始能參加，采現(xiàn)場(chǎng)操作考驗(yàn)方式.技術(shù)士分為三等級(jí)，甲級(jí)，乙級(jí)，丙級(jí)。二、電鍍基本原理與概念2.1電鍍的定義電鍍(electroplating)被定義為一種電沉積過(guò)程(electrodepos-itionprocess)，是利用電極(electrode)通過(guò)電流，使金屬附著于物體表面上，其目的是在改變物體表面的特性或尺寸。2.2電鍍的目的電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit)，改變基材表面性質(zhì)或尺寸。例如賦予金屬光澤美觀、物品的防銹、防止磨耗、提高導(dǎo)電度、潤(rùn)滑性、強(qiáng)度、耐熱性、耐候性、熱處理的防止?jié)B碳、氮化、尺寸錯(cuò)誤或磨耗的另件的修補(bǔ)。2.3各種鍍金的方法電鍍法(electroplating)無(wú)電鍍法(electrolessplating)熱浸法(hotdipplating)熔射噴鍍法(sprayplating)塑料電鍍(plasticplating)浸漬電鍍(immersionplating)滲透鍍金(diffusionplating)陰極濺鍍(cathodesupptering)真空蒸著鍍金(vacuumplating)合金電鍍(alloyplating)復(fù)合電鍍(compositeplating局部電鍍(selectiveplating)穿孔電鍍(through-holeplating)筆電鍍(penplating)電鑄(electroforming)2.4電鍍的基本知識(shí)電鍍大部份在液體(solution)下進(jìn)行，又絕大部份是由水溶液(aqueoussolution)中電鍍，約有30種的金屬可由水溶液進(jìn)行電鍍，由水溶液電鍍的金屬有：銅Cu、鎳Ni、鉻Cr、鋅Zn、鎘Cd、鉛Pb、金Au、銀Ag、鉑Pt、鈷Co、錳Mn、銻Sb、鉍Bi、汞Hg、鎵Ga、銦In、鉈、As、Se、Te、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W等。有些必須由非水溶液電鍍?nèi)玟?、鈉、鉀、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、La、Ti、Zr、Ge、Mo等?？捎退芤杭胺撬芤弘婂冋哂秀~、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、鎳等金屬。電鍍的基本知識(shí)包括下列幾項(xiàng)：溶液性質(zhì)物質(zhì)反應(yīng)電化學(xué)化學(xué)式界面物理化學(xué)材料性質(zhì)2.4.1溶液(solution)被溶解的物質(zhì)稱(chēng)的為溶質(zhì)(solute)，使溶質(zhì)溶解的液體稱(chēng)的溶劑(solute)。溶劑為水的溶液稱(chēng)的水溶液(aqueoussolution)。表示溶質(zhì)溶解于溶液中的量為濃度(concentration)。在一定量溶劑中，溶質(zhì)能溶解的最大量值稱(chēng)的溶解度(solubility)。達(dá)到溶解度值的溶液稱(chēng)的為飽和溶液(saturatedsolution)，反的為非飽和溶液(unsaturatedsolution)。溶液的濃度，在工廠及作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，使用易了解及便利的重量百分率濃度(weightpercentage)。另外常用的莫耳濃度(molalconcentration)。2.4.2物質(zhì)反應(yīng)(reactionofmatter)在電鍍處理過(guò)程中，有物理變化及化學(xué)變化，例如研磨、干燥等為物理反應(yīng)，電解過(guò)程有化學(xué)反應(yīng)，我們必須充份了解在處里過(guò)程中各種物理及化學(xué)反應(yīng)及其相互間關(guān)系與影響。2.4.4電化學(xué)(electrochemistry)電鍍是一種電沉積(electrodeposition)過(guò)程，利用電解體electrolysis)在電極(electrode)沉積金屬，它是屬于電化學(xué)的應(yīng)用的一支。電化學(xué)是研究有關(guān)電能與化學(xué)能交互變化作用及轉(zhuǎn)換過(guò)程。電解質(zhì)(electrolyte)（如NaCl），也就是其溶液具有電解性質(zhì)的溶液，(electrolyticsolution)它含有部份的離子(ions)，經(jīng)由此等離子的移動(dòng)(movement)而能導(dǎo)電。帶陰電荷朝向陽(yáng)極(anode)移動(dòng)稱(chēng)的為陰離子(anion)，帶正電荷朝向陰極(cathode)移動(dòng)(migrate)者稱(chēng)的為陰離子cations)。這些帶電荷的粒子(particles)稱(chēng)的為離子(ions)。放出電子產(chǎn)生氧化反應(yīng)的電極稱(chēng)的為陽(yáng)極(anode)，得到電子產(chǎn)生還原化應(yīng)的電極稱(chēng)的為陰極(cathode)。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程稱(chēng)的為電解(electrolysis)。2.4.4.1電極電位(electrodepotentials)電位(electrodepotential)為在電解池(electrolytic)中的導(dǎo)電體，電流經(jīng)由它流入或流出。電極電位(electrodepotential)是電極與電解液的間的電動(dòng)勢(shì)差，單獨(dú)電極電位不能測(cè)定需參考一些標(biāo)準(zhǔn)電極(standardelectrode)。例如氫標(biāo)準(zhǔn)電極(hydrogenstandardelectrode)以其為基準(zhǔn)電位為0電極電位的大小可由Nernstequation表示的:E=E0+RT*ln(aMn+/aM)/nFE=電極電位E0=電極標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)電位(volt)R=氣體常數(shù)(8.3143J.K-1MOL-1)T=絕對(duì)零度(K)n=原子價(jià)的改變數(shù)(電子移轉(zhuǎn)的數(shù))aMn+=金屬離子的活度(activity)，若極稀薄的溶液，其活度就等于金屬離子的濃度(concentration)C。一般則活度為濃度乘上活度系數(shù)，即a=r*c。金屬電極的活度，若為純金屬即為1。F=法拉第常數(shù)2.4.4.2標(biāo)準(zhǔn)電極電位(standardelectrodepotential)標(biāo)準(zhǔn)電極電位(standardelectrodepotential)是指金屬電極的活度為1(純金屬)及在金屬離子活度為1時(shí)的電極電位。氫的標(biāo)準(zhǔn)電位在任何溫度下都定為0，做為其它電極的參考電極(REFERENCEELECTRODE)，以氫標(biāo)準(zhǔn)電極為基準(zhǔn)0。排列在前頭的金屬如Li較易失去電子，易被氧化，易溶解，易腐蝕，稱(chēng)的為濺金屬或金屬(basicmetal)。相反如Au金屬不易失去電子.不易氧化.不易溶解.容易被還原稱(chēng)的為貴金屬(noblemetal)。各種金屬的電極電位Li—Li+-3.045Co—Co+2-0.277Rb—Rb+-2.93Ni—Ni+2-0.250K—K+-2.924Sn—Sn+2-0.136Ba—Ba+2-2.90Pb—Pb+2-0.126Sr—Sr+2-2.90Fe—Fe+3-0.04Ca—Ca+2-2.87Pt/H2—H+0.000Na—Na+-2.715Sb—Sb+3+0.15Mg—Mg+2-2.37Bi—Bi+3+0.20Al—Al+3-1.67As—As+3+3Mn—Mn+2-1.1Cu—Cu+2+0.34Zn—Zn+2-0.762Pt/OH-—O2+0.40Cr—Cr+3-0.74Cu—Cu++0.52Cr—Cr+2-0.56Hg—Hg2+2+0.789Fe—Fe+2-0.441Ag—Ag++0.799Cd—Cd+3-0.402Pd—Pd+2+0.987In—In+3-0.34Au—Au+3+0.150Tl—Tl+-0.336Au—Au++1.682.4.4.3Nernst電位學(xué)說(shuō)金屬含有該金屬離子的溶液相接觸，則在金屬與溶液界面，會(huì)產(chǎn)生電荷移動(dòng)現(xiàn)象，此等電荷的移動(dòng)，仍是由于金屬與溶液的界面有電位勢(shì)的差別稱(chēng)的為電位差所引起，此現(xiàn)象Nernst解說(shuō)如下:設(shè)驅(qū)使金屬失去電子變?yōu)殛?yáng)離子溶入溶液中的電離溶解液解壓(electrolaticsolutionpressure)為p，而使溶液中的陽(yáng)離子得到電子還原成金屬滲透壓(osmoticpressure)為Ｐ，則有三種情況發(fā)生:(1)P>Ｐ時(shí)，金屬被氧化，失去電子，溶解成金屬離子于溶液中，因此金屬電極本體接收電子而帶負(fù)電。(2)P<Ｐ時(shí)，金屬陽(yáng)離子得到電子被還原沉積于金屬電極表面上，金屬電極本身供給電子，因此金屬電極帶正電(3)P=Ｐ時(shí)，沒(méi)有產(chǎn)生任何變化設(shè)金屬與溶液的界面所形成的電極電位為E，當(dāng)1mole金屬溶入于溶液中，則界面所通過(guò)的電量為nF，n為金屬陽(yáng)離子的價(jià)數(shù)，即電子的轉(zhuǎn)移數(shù)，F(xiàn)為法拉第常數(shù)，此時(shí)所作功等于nFE，也等于下式：nFE=RT/ln(P/Ｐ)，即金屬陽(yáng)離子的活度(activity)為aMn+，活度系數(shù)為K，則Ｐ=K(aMn+)，于是E=-RT/nFln(p/KaMn+)E=-RTln(P/K)/nF+RTln(aMn+)/nFE在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，即aMn+=1，稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)電極電位E，即E0=-RTln(P/K)/(nF)+RTln1/(nF)=-RTln(P/K)/(nF)所以純金屬的電極電位用上列式子表示:非純金屬電位則為:<br>E=E0+RTln(aMn+/aM)/(nF)式中為aM為不純金屬的活度2.4.4.4電極電位在熱力學(xué)的表示法<br>電極反應(yīng)是由氧化反應(yīng)及還原反應(yīng)所組成。例如Cu—Cu++＋2e-還原狀態(tài)氧化狀態(tài)可用下列二式表示的:氧化反應(yīng)：Cu→Cu++＋2e-還原反應(yīng)：Cu++＋2e-→Cu例1:氧電極反應(yīng)的電位(1/2)O2＋H2O＋2e-—2OH-E=E0-RTln[(aOH-)^2/aO2^(1/2)]/(2F)例2:氯化汞電極反應(yīng)的電位Hg2+2＋2e-—2Hg<br>E=E0-RTln[aHg(s)/(aHg2+)^2]/(2F)例3:氫電極反應(yīng)的電位1/2H2(g)—H+＋e-<br>E=E0+RTln[(aH+)/aH2^(1/2)]/F2.4.4.5電極電位的意義可逆電極分類(lèi)為四種:(1)M/M+n，即金屬含有該金屬離子的相接觸。有二種形式：A)金屬與溶液間的水大于金屬陽(yáng)離子M+n與電子的結(jié)合力，則金屬會(huì)溶解失去電子形式，金屬陽(yáng)離子與水結(jié)合成為M+n.xH2O，此時(shí)金屬電極獲得額外電子，故帶負(fù)電，這類(lèi)金屬電極稱(chēng)的陰電性，如Mg.Zn.及Fe等浸入酸..鹽類(lèi)水溶液時(shí)。B)金屬與溶液的水親合力小于金屬離子M+n與電子結(jié)合力時(shí)，金屬離子會(huì)游向金屬電極得到電子而沉積，在金屬電極上，于是金屬電極帶正電，溶液帶負(fù)電；(2)金屬M(fèi)與難溶性的鹽MX相接觸，同時(shí)MX又與陰離子的KX相接觸，即(M│MX,KX)如氯化汞電極(Hg2Cl2)；(3)不溶性金屬（如Pt）與含有氧化或還原系離子的溶液相接觸，例如Pt│Fe+2,Fe+3或Pt│Cr+2，Cr+3等；(4)吸附氣體原子的不溶性金屬（如Pt）與溶液中相應(yīng)的離子達(dá)成平衡，例如Pt,H2│H+或Pt,O2│OH-等；2.4.4.6界面電性二重層在金屬與溶液的界面處帶電粒子與表面電荷形成的吸附層，偶極子的排列層以及擴(kuò)散層等三層所組合的區(qū)域稱(chēng)的為界面電性二重層。2.4.4.7液間電位差（liquidjunctionpotential）又稱(chēng)的為擴(kuò)散電位差(diffusionpotential)，系由陰離子與陽(yáng)離子的移動(dòng)度不同而形成的電位差，通常溶液的濃度差愈大，陰陽(yáng)離子移動(dòng)度差愈大，則液間電位差愈大。2.4.4.8過(guò)電壓（overvoltage)當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，由于電極的溶解、離子化、放電、及擴(kuò)散等過(guò)程中有一些阻礙，必須加額外的電壓來(lái)克服，這些阻礙使電流通過(guò)，這種額外電壓消除阻礙者稱(chēng)的為過(guò)電壓。此種現(xiàn)象稱(chēng)的為極化(polarization)。此時(shí)陰極、陽(yáng)極實(shí)際電位與平衡電位的差即為陰極過(guò)電壓、陽(yáng)極過(guò)電壓。過(guò)電壓可分下列四種：1.活化能過(guò)電壓（activiationovervoltage）（電化學(xué)過(guò)電位）任何反應(yīng)，不論吸熱或放熱反應(yīng)皆有最低能障需克服，此能障稱(chēng)為活化能，在電解反應(yīng)需要額外電壓來(lái)克服活化能阻礙，此額外電壓的活化能過(guò)電壓，可用Tafel公式表示：η=a+blogib為系數(shù)，i為電流，η為活化能過(guò)電壓，其電流i愈大η愈大，電鍍中η占很小一部份，幾乎可以忽略，除非電流密度很大。氫過(guò)電壓（hydrogenovervoltage），在酸性水溶液中陰極反應(yīng)產(chǎn)生H2氣體，此額外的電壓稱(chēng)氫過(guò)電壓，即ηH2=Ei-Eeq，式中η=氫過(guò)電壓Ei=實(shí)際電壓Eeq=平衡電壓在電鍍時(shí)由于氫過(guò)電壓的原因使氫氣較少產(chǎn)生，而使許多金屬可以在水溶液中電鍍。例如鋅、鎳、鉻、鐵、鎘、錫、鉛。2.濃度過(guò)電壓（concentrationovervoltage）當(dāng)電流變大，電極表面附近反應(yīng)物質(zhì)的補(bǔ)充速度及反應(yīng)生成物逸散的速度不夠快，必須加上額外的電壓，以消除此阻礙，此額外電壓稱(chēng)濃度過(guò)電壓。在電鍍時(shí)可增加溫度即增加擴(kuò)散速率，增加濃度，攪拌或陰極移動(dòng)可減少濃度過(guò)電壓，電流密度因而提高，電鍍的速率也可增加。3.溶液電阻過(guò)電壓（solutionresistanceovervoltage）溶液的電阻產(chǎn)生IR電壓降，所以需要額外的電壓IR來(lái)克服此電阻使電流通過(guò)，此額外電壓IR稱(chēng)的溶液電阻過(guò)電壓。在電鍍時(shí)可增加溶液導(dǎo)電度，提高溫度以減少此電阻過(guò)電壓，有時(shí)此IR形成熱量太多會(huì)使鍍液溫度一直上升，造成鍍液蒸發(fā)損失需冷卻或補(bǔ)充液。4.電極鈍態(tài)膜過(guò)電壓（passivityovervoltage）電解過(guò)程，在電極表面會(huì)形成一層鈍態(tài)膜，如Al的氧化物膜，錯(cuò)離子形成的阻力膜，此等膜具有電阻需要額外電壓加以克服，此種額外電壓稱(chēng)的為鈍態(tài)膜過(guò)電壓。2.4.4.9分解電壓（decompositionpotential）電壓愈大，電流愈大，反應(yīng)速率也愈大，其電壓與電流的關(guān)系如圖所示。<br>E點(diǎn)的電壓稱(chēng)的分解電壓，亦稱(chēng)的實(shí)際分解電壓(praticaldecompositionpotential)，然而要產(chǎn)生電流I所需的電壓為：EI=E0+ηtotalηtotal=ηc+ηa+ηconc.+IRE0=Ec-Ea式中:E0=平衡電動(dòng)勢(shì)Ec=陰極可逆電極電位Ea=陽(yáng)極可逆電極電位ηc=陰極過(guò)電壓ηa=陽(yáng)極過(guò)電壓ηconc.=濃度過(guò)電壓I=電流強(qiáng)度<br>R=內(nèi)電阻例１:使用銅做陽(yáng)極，硫酸銅溶液鍍銅，其欲產(chǎn)生電流I所需的電壓為：EI=E0+ηc+ηa+ηconc.+IR∵Ec=Ea  ∴E0=0∴EI=ηc+ηa+ηconc+IR例２:硫酸鋅鍍鋅使用鋅做陽(yáng)極，攪拌良好，則產(chǎn)生電流I所需的電壓為EI=E0+ηa+ηc+ηconc+IR∵Ea=Ec∴E0=0，又因攪拌良好，∴ηconc=0∴EI=ηa+ηc+IR例３:鎳鹽水溶液使用鎳做陽(yáng)極，電極面積10c㎡，以10-2Amp/c㎡進(jìn)行鍍鎳。ηc＝0.445＋0.065logIηa＝0.375＋0.045logI，內(nèi)電阻R＝300Ω，攪拌良好所需的電壓為若干？解：EI=ηc+ηa+IR=0.445+0.65log(0.01*10)+0.375+0.045log(0.01*10)+(0.01*10)*300=30.71V2.4.5界面物理化學(xué)表面處理過(guò)程中，金屬會(huì)與水或液體接觸，例如水洗、酸浸、電鍍、涂裝等。要使金屬與液體作用，需金屬表面完全浸濕接觸，若不能完全接觸，則表面處理將不完全，無(wú)法達(dá)到表面處理的目的。所以金屬與液體接觸以接口物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)表面處理有十分重要的意義。2.4.5.1表面張力及界面張力液體表面的分子在表面上方?jīng)]有引力，處于不安定狀態(tài)稱(chēng)的自由表面，故具有力，此力稱(chēng)的為表面張力。液體的表面張力大小因液體的種類(lèi)和溫度而異，溫度愈高表面張力愈小，到沸點(diǎn)時(shí)因表面分子氣化自由表面消失，故張力變?yōu)榱?。液體和固體與別的液體交接的面也有如表面張力的作用力，稱(chēng)的界面張力。2.4.5.2表面活性劑<溶液中加入某種物質(zhì)，能使其表回張力立即減小，具有此種性質(zhì)的物質(zhì)稱(chēng)的為表面活性劑。表面處理過(guò)程如洗凈、脫脂、酸洗等表面活性劑被廣泛應(yīng)用對(duì)表面處理的光澤化、平滑化，均一化都有相當(dāng)幫助。2.4.6材料性質(zhì)表面處理工作人員必須對(duì)材料特性充份了解，表面處理的材料大多是金屬，所以首先要知道各種金屬的一般性質(zhì)。例如色澤、比重、比熱、溶點(diǎn)、降伏點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、延展性、硬度、導(dǎo)電度等。2.5電鍍基礎(chǔ)電鍍的基本構(gòu)成元素及設(shè)備電鍍使用的電流電鍍?nèi)芤航饘訇?yáng)極與金屬陰極陽(yáng)極袋電鍍架電鍍前的處理電鍍?cè)O(shè)備電鍍控制條件及影響因素鍍液凈化鍍層要求項(xiàng)目鍍層缺陷電鍍技藝金屬腐蝕2.5.1電鍍的基本構(gòu)成元素外部電路，包含有交流電源、整流器、導(dǎo)線、可變電阻、電流計(jì)、電壓計(jì)。陰極、或鍍件(work)、掛具(rack)。電鍍液(bathsolution)。陽(yáng)極(anode)。鍍槽(platingtank)加熱或是冷卻器(heatingorcollingcoil)。2.5.1.1  鍍槽構(gòu)造，其典型鍍槽見(jiàn)圖:2.5.1.2電鍍車(chē)間設(shè)備一個(gè)電鍍車(chē)間必須配備下列各項(xiàng)設(shè)備：@防酸的地板及水溝。@鍍?cè)慵邦A(yù)備糟。@攪拌器。@整流器或發(fā)電機(jī)。@導(dǎo)電棒、陽(yáng)極棒、陰極棒、掛具。@安培表、伏特表、安培小時(shí)表、電阻表。@泵、過(guò)濾器及橡皮管。@電鍍槽用的蒸氣、電加熱等加熱設(shè)備。@操作用的上下架桌子。@檢驗(yàn)、包裝、輸送工件等各項(xiàng)設(shè)備、儀器。@通風(fēng)及排氣設(shè)備。2.5.2電鍍使用的電流在電鍍中，一般都僅使用直流電流。交流電流因在反向電流時(shí)金屬沉積又再被溶解所以交流電流無(wú)法電沉積金屬。直流電源是用直流發(fā)電機(jī)或交流電源經(jīng)整流器產(chǎn)生。直流電流是電子向一個(gè)方向流通，所以可以電沉積金屬。但在有些特殊情況會(huì)使用交流電流或其它種特殊電流，用來(lái)改善陽(yáng)極溶解消除鈍態(tài)膜、鍍層光層、降低鍍層內(nèi)應(yīng)力、鍍層分布、或是用于電解清洗等。2.5.3電鍍?nèi)芤?，又稱(chēng)鍍液（platingbath）電鍍?nèi)芤菏且环N含有金屬鹽及其它化學(xué)物的導(dǎo)電溶液，用來(lái)電沉積金屬。其主要類(lèi)別可分酸性、中性及咸性電鍍?nèi)芤骸?qiáng)酸鍍液是pH值低于２的溶液，通常是金屬鹽加酸的溶液，例如硫酸銅溶液。弱酸鍍液是pH值在2～5.5的間鍍液，例如鎳鍍液。咸性鍍液其pH值超過(guò)７的溶液，例如氰化物鍍液、錫酸鹽的錫鍍液及各種焦磷酸鹽鍍液。2.5.3.1鍍液的成份及其功能<br>金屬鹽：提供金屬離子的來(lái)源如硫酸銅?？煞謫嘻}、鹽，及錯(cuò)鹽。例如：?jiǎn)嘻}：CuSO4；NiSO4復(fù)鹽：NiSO4；(NH4)2SO4醋鹽：Na2Cu(CN)3導(dǎo)電鹽：提供導(dǎo)電度，如硫酸鹽、氯鹽，可降低能量花費(fèi)、鍍液熱蒸發(fā)損失，尤其是滾桶電鍍更需優(yōu)良導(dǎo)電溶液。陽(yáng)極溶解助劑：陽(yáng)極有時(shí)會(huì)形成鈍態(tài)膜，不易補(bǔ)充金屬離，則需加陽(yáng)極溶解助劑。例如鍍鎳時(shí)加氯鹽。緩沖劑，電鍍條件通常有一定pH值范圍，防止pH值變動(dòng)加緩沖劑，尤其是中性鍍液(pH5～8)，pH值控制更為重要。絡(luò)合劑，很多情況，絡(luò)合鹽的鍍層比單鹽的鍍層優(yōu)良，防止置換沉積，如鐵上鍍銅，則需用絡(luò)合劑，或是合金電鍍用絡(luò)合劑使不同的合金屬電位拉近才能同時(shí)沉積得到合金鍍層。穩(wěn)定劑，鍍液有些會(huì)因某些作用，產(chǎn)生金屬鹽沉淀，鍍液壽命減短，為使鍍液穩(wěn)定所加的藥品稱(chēng)的為穩(wěn)定劑。鍍層性質(zhì)改良添加劑，例如小孔防止劑、硬度調(diào)節(jié)劑、光澤劑等改變鍍層的物理化學(xué)特性的添加劑。潤(rùn)濕劑(wettingagent)，一般為界面活性劑又稱(chēng)去孔劑。2.5.3.2鍍液的準(zhǔn)備@將所需的電鍍化學(xué)品放入在預(yù)備糟內(nèi)與水溶解。@去除雜質(zhì)。<br>@用過(guò)濾器清除浮懸固體，倒入一個(gè)清潔電鍍槽內(nèi)。@鍍液調(diào)整，如pH值、溫度、表面張力、光澤劑等。@用低電流電解法去除雜質(zhì)。2.5.3.3鍍液的維持@定期的或經(jīng)常的分析鍍液成份，用化學(xué)分析法或Hull試驗(yàn)(Hullcelltest)。@維持鍍液在操作范圍成份，添加各種藥品。@去除鍍液可能被污染的來(lái)源。@定期凈化鍍液，去除累積雜質(zhì)。@用低電流密度電解法間歇的或連續(xù)的減低無(wú)機(jī)物污染。@間歇或連續(xù)的過(guò)濾鍍液浮懸雜質(zhì)。@經(jīng)常檢查鍍件、查看缺點(diǎn)。2.5.4金屬陽(yáng)極金屬陽(yáng)極分為溶解性及不溶解性陽(yáng)極，溶解性陽(yáng)極用于電鍍上是為補(bǔ)充溶液中電鍍所消耗的金屬離子，是用一種金屬或合金鑄成、滾成、或沖制成不同形狀裝入陽(yáng)極籃(anodebasket)內(nèi)。陽(yáng)極電流密度必須適當(dāng)，電流密度太高會(huì)形成鈍態(tài)膜，因而使陽(yáng)極溶解太慢或停止溶解，形成不溶解陽(yáng)極，產(chǎn)生氧氣，消耗鍍液金屬離子而必須補(bǔ)充金屬鹽。為了減小陽(yáng)極電流密度，可多放些陽(yáng)極，或用波形陽(yáng)極增加面積，或降低電壓。在酸性鍍液可以用增加攪拌、增高鍍液溫度、增加氯離子濃度、降低pH來(lái)提高陽(yáng)極容許電流密度。而堿性鍍液可用增加攪拌、增加自由氰化物(freecyanide)的濃度，升高鍍液溫度或升高pH值，也可將某種物質(zhì)加入陽(yáng)極內(nèi)以減少因高電流密度的陽(yáng)極鈍態(tài)形成。電鍍使用不溶解陽(yáng)極用來(lái)做傳導(dǎo)電流，鍍液金屬離子需用金屬鹽來(lái)補(bǔ)充，如金鍍液中用不溶解的不銹鋼作為陽(yáng)極，以金氰化鉀來(lái)補(bǔ)充。在鍍鉻中用不溶解的鉛陽(yáng)極，以鉻酸補(bǔ)充鉻離子。不溶解陽(yáng)極有二個(gè)條件，一是良好的導(dǎo)電體，二是不受鍍液的化學(xué)作用污染鍍液及不受侵蝕。不溶性陽(yáng)極可用在控制金屬離子過(guò)度積集在鍍?cè)銉?nèi)，在貴金屬電鍍，如黃金電鍍，用不銹鋼做陽(yáng)極，可以代替金陽(yáng)極，以減低投資成本或避免偷竊的困擾。不溶解陽(yáng)極將引起強(qiáng)力的氧化，形成腐蝕問(wèn)題及氧化鍍槽內(nèi)物質(zhì)，所以不能使用有機(jī)物添加劑。槽內(nèi)的金屬離子必須靠金屬鹽來(lái)補(bǔ)充。2.5.5陽(yáng)極袋（anodebag）陽(yáng)極袋是一種有多細(xì)孔薄膜袋子，用來(lái)收集陽(yáng)極不溶解金屬與雜質(zhì)陽(yáng)極泥，以防止污染鍍液，阻止粗糙鍍層發(fā)生。陽(yáng)極袋是用編織布縫成陽(yáng)極形狀寬大適中，長(zhǎng)度要比陽(yáng)極稍長(zhǎng)，材料需扎得緊，足夠收集陽(yáng)極泥，不妨礙鍍液流通，將陽(yáng)極袋包住陽(yáng)極并縛在陽(yáng)極掛鉤上。在放進(jìn)電電鍍液的前，陽(yáng)極袋要用熱水含潤(rùn)濕劑中洗去漿水及其它污物，然后再用水清洗，并浸泡與鍍液相同的pH的水溶液中，使用前需再清洗。酸性鍍液的陽(yáng)極袋可用棉織物，也可使用人造纖維。在高溫操作咸性鍍液可用乙稀隆材料陽(yáng)極袋。2.5.6金屬陰極金屬陰極是鍍液中的負(fù)電極，金屬離子還原成金屬形成鍍層及其它的還原反應(yīng)，如氫氣的形成于金屬陰極上。準(zhǔn)備鍍件做電鍍需做下面各種步驟：研磨、拋光、電解研磨、洗凈、除銹等。2.5.7電鍍的前處理電鍍前的處理，稱(chēng)的前處理(pretreatment)，包括下列過(guò)程：除油：去除金屬表面的油質(zhì)、脂肪、研磨劑，及污泥?？捎脟娚涑?、溶劑除油、浸沒(méi)除油或電解除油。清洗：用冷或熱水洗凈過(guò)程的殘留洗凈劑或污物。酸浸：去除銹垢或其它氧化物膜，要注意防止基材被腐蝕或產(chǎn)生氫脆?？杉右种苿┮员苊膺^(guò)度酸浸。酸浸完后要充份清洗?；罨捍龠M(jìn)鍍層附著性，可用各種酸溶液使金屬表面活化。漂洗：電鍍前立刻去除酸膜，然后電鍍。2.5.8電鍍掛架（rack）電鍍掛架是用在吊掛鍍件及導(dǎo)引電流的掛架，其主要部份有：1.鉤，使電流接觸導(dǎo)電棒。2.脊骨，支持鍍件并傳導(dǎo)電流。3.舌尖，使電流接觸鍍件。4.掛架涂層，絕緣架框部份，限制及導(dǎo)引電流通向鍍件。電鍍掛架需有足夠的強(qiáng)度、尺寸、及導(dǎo)電性能通過(guò)的電流量足以維持電鍍操作。其決定尺寸的條件有1.鍍件重量，2.電鍍的面積，3.每個(gè)掛架的鍍件數(shù)，4.鍍槽的尺寸，5.電鍍操作所需的最大電流，鍍架上的附屬設(shè)備如絕緣罩或輔助電極，7.鍍件及掛架最大重量。電鍍掛架基本型式有1.直脊骨型，是以垂直中央支持，用舌尖夾持鍍件，適小鍍件可用手來(lái)操作。2.混合脊骨型，經(jīng)常用在自動(dòng)電鍍上，是用方型框架聯(lián)合平行及垂直骨架所構(gòu)成夾持小鍍件。3.箱型，這種掛架可以處理許多鍍件，需配備有自動(dòng)輸送機(jī)、起重機(jī)、吊車(chē)等設(shè)備。4.Ｔ型，系垂直中央支持，聯(lián)結(jié)許多垂直的交*棒，此種適合手動(dòng)及自動(dòng)操作。選擇電鍍掛架的決定因素有1.電流量，2.強(qiáng)度，3.荷重限制，4.鍍件位置安排，5.空間限制，6.制造難易，7.維持費(fèi)用及成本。電鍍掛架的電流總量為全部鍍件的有效面積乘于操作過(guò)程中的最大電流密度，有效面積系指要被電鍍部份的面積。鍍件應(yīng)在不重要的部份如背面、孔洞、幽蔽處聯(lián)接電流。掛架的鍍件數(shù)目應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)的重量限制、鍍槽尺寸、良好電流分布空間、直流電源的電量等決定。一般人力操作的鍍架安全限制重量是251b。由尺寸、形狀、移動(dòng)距離可有所變動(dòng)。舌尖必須具備足夠的硬度、導(dǎo)電度、不發(fā)生燒焦、孤光、過(guò)熱等現(xiàn)象。鍍件重量能維持地心引力良好的接觸，否則用彈簧聯(lián)接。要能夠容易迅速上下架，并確保電流接觸。銅是最廣泛應(yīng)用的掛架材料，因有好的導(dǎo)電性，容易成型，有適當(dāng)強(qiáng)度。鋼與銅導(dǎo)電性比銅差，但較便宜。鋁掛架用在鋁陽(yáng)極處理(anodizing)，其優(yōu)點(diǎn)是輕。鎳鍍架耐腐蝕，可做補(bǔ)助電極。磷銅因它具有良好導(dǎo)電性，易彎曲及易制造易焊接故廣泛用做舌尖。電鍍掛架的脊骨用較堅(jiān)強(qiáng)材料制成如硬的拉銅。電鍍架同時(shí)附帶有補(bǔ)助陽(yáng)極加強(qiáng)供應(yīng)電流稱(chēng)的為雙極鍍架。除了補(bǔ)助陽(yáng)極外，還有補(bǔ)助陰極，漏電裝置、絕緣罩等附加在電鍍掛架上以調(diào)整電流密度或引導(dǎo)電流進(jìn)入低電流的隱蔽區(qū)域。電鍍掛架在某些地方加以涂層絕緣，其目的有下列幾項(xiàng)：1.減少電鍍金屬的浪費(fèi)。2.限制電流進(jìn)入要被電鍍的區(qū)域，減少電能損失。3.減少鍍液污染。4.改進(jìn)金屬披覆分布。5.減少電鍍時(shí)間。6.延長(zhǎng)鍍架壽命，防止鍍?cè)愀g。鍍架有下列涂層材料可應(yīng)用：壓力膠帶，容易使用，易松脫損壞，適合短時(shí)應(yīng)用或臨時(shí)使用。乙稀塑料，良好粘性，可用于酸咸各種鍍液。尼奧普林，直接浸泡不需打底、熱烘干、粘性好，可用任何鍍液，尤其適合使用于鉻電鍍?？諝飧稍锼芰?，不用涂底、浸泡或擦刷后空氣干燥、粘性?xún)?yōu)良，適宜各種電鍍液。橡皮，除鉻電鍍外其它鍍液均可使用。蠟，不能使用于強(qiáng)咸及熱鍍液。電鍍操作過(guò)程鍍架使用注意事項(xiàng)：鍍件需定位，與陽(yáng)極保持相同距離，使電鍍層均勻，防止鍍液的帶出(drag-out)損失及帶入(drag-in)污染鍍液。鍍件安排要適當(dāng)，要使氣泡容易逸出，稍?xún)A斜放置鍍件?？臻g安排，避免鍍件相互遮蔽。堅(jiān)固接觸，防止發(fā)燒、孤光等現(xiàn)象發(fā)生。防止高電流密度的形成，如尖、邊緣、角等處必須適當(dāng)應(yīng)用絕緣罩或漏電裝置。使用陽(yáng)極輔助裝置或雙極鍍架，應(yīng)小心調(diào)整以確保適當(dāng)電流分布。鍍架應(yīng)經(jīng)常清洗，維持良好電流接觸，去除舌尖附著的金屬，涂層有損壞需的即修理、操作中隨時(shí)注意漏電，鍍液帶出損失及帶入污染等現(xiàn)象。2.5.9電鍍控制條件及影響因素18.電極材質(zhì)及表面狀況19.槽電壓1.鍍液的組成：對(duì)鍍層結(jié)構(gòu)影響最大，例如氰化物鍍液或復(fù)鹽鍍液的鍍層，要比酸性單鹽的鍍層細(xì)致。其它如光澤劑等添加劑都影響很大。2.電流密度：電流密度提高某一限度時(shí)，氫氣會(huì)大量析出，電流效率低，產(chǎn)生陰極極化作用，樹(shù)枝狀結(jié)晶將會(huì)形成。3.鍍液溫度：溫度升高，極化作用下降，使鍍層結(jié)晶粗大，可提高電流密度來(lái)抵消。4.攪拌：可防足氫氣停滯件表面形成針孔，一般攪拌可得到較細(xì)致鍍層，但鍍液需過(guò)濾清潔，否則雜質(zhì)因攪拌而染鍍件表面產(chǎn)生結(jié)瘤或麻點(diǎn)等缺點(diǎn)。5.電流型式：應(yīng)用交通電流，周期反向電流(PR)電流、脈沖電流等特殊電流可改進(jìn)陽(yáng)極溶解，移去極化作用的鈍態(tài)膜，增強(qiáng)鍍層光澤度、平滑度、降低鍍層應(yīng)力、或提高鍍層均勻性。6.均勻性(throwingpower)，或稱(chēng)的分散能力，好的均勻性是指鍍層厚度分布均勻。均勻性的影響因素有：a)幾何形狀，主要是指鍍槽、陽(yáng)極、鍍件的形狀。分布位置空間、陰陽(yáng)極的距離、尖端放電、邊緣效應(yīng)等因素。b)極化作用，提高極化作用可提高均勻性。c)電流密度，提高電流密度可改進(jìn)均勻性。d)鍍液導(dǎo)電性，導(dǎo)電生提高而不降低陰極極化作用太多則可提高均勻性。e)電流效率，降低電流效率可提高均勻性。所以要得到均勻鍍層的方法有：a)良好的鍍液成份，改進(jìn)配方有。b)合理操作，表面活生化均勻。c)合理鍍裝掛，以得到最佳電流均勻分布，防止析出氣體累積于盲孔或低洼部分。d)調(diào)節(jié)陰陽(yáng)極間的距離及高度。e)應(yīng)用陽(yáng)極形狀善電流分布。f)加設(shè)輔助電極、輸電裝置、絕緣屏障等改進(jìn)電流分布。g)應(yīng)用沖擊電流、在電鍍前用較大電流進(jìn)行短時(shí)間電鍍。7.陰陽(yáng)極形狀、成份及表面狀況影響很大，如鑄鐵和高硅鋼的材料氫過(guò)電小，電鍍時(shí)大量氫氣析出，造成覆蓋性差、起泡、脫皮等缺陷，不銹鋼材料，鋁、鎂及合金類(lèi)易氧化的材料，不易得附差性良好鍍層。表面狀況如有油污、銹皮等鍍層不可能附著良好，表面粗糙也難得到光澤鍍層。陽(yáng)極與陰極形狀也會(huì)影響鍍層。8.過(guò)濾，如陽(yáng)極泥、沉碴等雜質(zhì)會(huì)影響鍍層如麻點(diǎn)、結(jié)瘤、粗糙的表面，也會(huì)降低鍍層的防蝕能力，所以必須經(jīng)常過(guò)慮或連續(xù)性過(guò)慮固體粒子。9.pH值會(huì)影響鍍液性質(zhì)，如氫氣的析出、電流效率、鍍層硬度及內(nèi)應(yīng)力，添加劑的吸收，錯(cuò)合離子的濃度都有相當(dāng)?shù)挠绊憽?0.時(shí)間為控制鍍層厚度的主要因素，電流效率高，電流密度大所需電鍍時(shí)間就少。11.極化(polarization)電鍍時(shí)電極電位發(fā)生變化產(chǎn)生一逆電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流叫做極化作用，克服極化作用的逆電動(dòng)勢(shì)所需增加電壓稱(chēng)的過(guò)電壓。極化作用對(duì)電鍍的影響：a)有利于鍍層細(xì)致化。b)有利于改進(jìn)均勻性，使鍍層厚度均勻分布。c)氫氣析出增加，降低電流效率和鍍層的附著力，會(huì)產(chǎn)生起泡、脫皮現(xiàn)象。d)不利陽(yáng)極溶解，消耗電力、液溫增高、鍍液不安定。影響極化作用的因素有：a)電鍍液組成，如氰化物鍍液的極化作用大，低濃度的鍍液極化作用較大。b)電流密度，電流密度愈大極化作用愈大。c)溫度愈高，極化作用愈小。d)攪拌使離子活性增大而降低極化作用。12.覆蓋性是指在低電流密度下仍能鍍上的能力，好的覆蓋性，在鍍件低凹處仍能鍍上金屬。它與均勻性意義不同，但一般好的均勻性則也有好的覆蓋性，而覆蓋性不好的則均勻性一定也不好。a)導(dǎo)電度，提高鍍液導(dǎo)電度有利于均勻性，鍍液的電流系由帶電離子輸送，金屬導(dǎo)體是由自由電子輸送電流，二者方式不相同，電解液的導(dǎo)電性比金屬導(dǎo)體差，其影響因素有：b)電解質(zhì)的電離度、離子的活度，電離度愈大其導(dǎo)電性愈好，強(qiáng)酸強(qiáng)咸電離度都大；所以導(dǎo)電性好，簡(jiǎn)單離子如鹽梭根離子較復(fù)雜離子如磷酸根離子活度大，所以導(dǎo)電性較佳。c)電解液濃度，電解質(zhì)濃度低于電離度時(shí)，濃度增加可提高導(dǎo)電度，如濃度已大于電離度時(shí)，濃度增加反而導(dǎo)電性會(huì)降低。例如硫酸的水溶液在15～30％時(shí)導(dǎo)電度最高。d)溫度，金屬的導(dǎo)電度與溫度成反比，但是電解液的導(dǎo)電度與溫度成正比，因溫度升高了離子的活度使導(dǎo)電性變好，同時(shí)溫度也可提高電離度，因可提高導(dǎo)電度，所以電鍍時(shí)常提高溫度來(lái)增加鍍液的導(dǎo)電度以增高電流效率。13.電流效率，電鍍時(shí)實(shí)際溶解或析出的重量與理論上應(yīng)液解或析出的重量的百分比數(shù)為電流效率?？煞譃殛?yáng)極電流效率及陰極電流效率。電流密度太高，陽(yáng)極產(chǎn)生極化，使陽(yáng)極電流效率降低。若陰極電流密度太大也會(huì)產(chǎn)出氫氣減低電流效率。14.氫過(guò)電壓，電鍍金屬中，鋅、鎳、鉻、鐵、鎘、錫、鉛的電位都比氫的電位要負(fù)，因此在電鍍時(shí)，氫氣會(huì)優(yōu)先析出而無(wú)法電鍍出這些金屬，但由于氫過(guò)電壓很大，所以才能電鍍這些金屬。然而某些基材如鑄鐵或高硅鋼等的氫過(guò)電壓很小，也就較難鍍上，需先用銅鍍層打底而后再鍍上這些金屬。氫氣的產(chǎn)生也會(huì)造成氫脆的危害，同時(shí)電流效率也較差，氫氣也會(huì)形成針孔，所以氫氣的析出對(duì)電鍍都是不利的，應(yīng)設(shè)法提高氫過(guò)電壓。15.電流分布，為了提高均勻性，電流分布將設(shè)法改善。如用相似陰極形狀的陽(yáng)極，管子的中間插入陽(yáng)極，將陽(yáng)極伸入電流不易到達(dá)的地方，使用雙極(bipolar)電極將電流分布到死角深凹處，使難鍍到地方也能鍍上。在高電流密度區(qū)如尖角、邊緣則可用遮板，輸電裝置避免鍍得太厚浪費(fèi)或燒焦鍍層缺陷。16.金屬電位；通常電位越負(fù)則化學(xué)活性愈大，電位負(fù)的金屬可把電位正的金屬置換析出，如鐵、鋅可以把銅從硫酸銅液液析出置換出來(lái)產(chǎn)生沒(méi)有附差性的沉積層。在電鍍液中若同時(shí)有幾種金屬離子，則電位正的金屬離子先被還原析出。相反地電位負(fù)的金屬先溶解。17.電極材質(zhì)及表面狀況對(duì)氫過(guò)電壓影響很大，光滑表面的過(guò)電壓較大，不同材質(zhì)有不同氫過(guò)電壓，金屬鉑的氫過(guò)電壓最小。18.槽電壓，依鍍液組成，極面積及形狀、極距、攪拌、溫度、電流濃度等而不同。一般在9～12Ｖ，有高到15Ｖ。2.5.10鍍液凈化由于雜質(zhì)污染，操作過(guò)久雜質(zhì)累積，故必須經(jīng)常凈化鍍液，其主要的方法有：1.利用過(guò)濾材去除固體雜質(zhì)。2.應(yīng)用活性炭去除有機(jī)物。3.用弱電解方法去除金屬雜質(zhì)。4.可用置換、沉淀、pH調(diào)整等化學(xué)方法去除特殊雜質(zhì)。2.5.11鍍層要求項(xiàng)目依電鍍的目的鍍層必須具備某些特定的性質(zhì)，鍍層的基本要求有下列幾項(xiàng)：a)密著性(adhesion)，系指鍍層與基材的間結(jié)合力，密著性不佳則鍍層會(huì)有脫離現(xiàn)象，其原因有：(1)表面前處理不良，有油污、鍍層無(wú)法與基材結(jié)合。(2)底材表面結(jié)晶構(gòu)造不良。(3)底材表面產(chǎn)生置換反應(yīng)如銅在鋅或鐵表面析出。b)致密性(cohesion)，系指鍍層金屬本身間的結(jié)合力，晶粒細(xì)小，無(wú)雜質(zhì)則有很好的致密性。其影響的因素有：(1)鍍液成份，(2)電流密度，(3)雜質(zhì)。一般低濃度液，低電流密度可得到晶粒細(xì)而致密。c)連續(xù)性(continuity)，系指鍍層有否孔隙(pore)，對(duì)美觀及腐蝕影響很大。雖鍍層均厚可減少孔隙，但不經(jīng)濟(jì)，鍍層要連續(xù)，孔率要小。d)均勻性(uniformity)，是指電鍍液能使鍍件表面沉積均勻厚度的鍍層的能力。好的均勻性可在凹處難鍍到地方亦能鍍上，對(duì)美觀、耐腐蝕性很重要。試驗(yàn)鍍液的均勻性有Haring電解槽試驗(yàn)法、陰極彎曲試驗(yàn)法、Hull槽試驗(yàn)法。e)美觀性(appearence)，鍍件要具有美感，必須無(wú)斑點(diǎn)，氣脹缺陷，表面需保持光澤、光滑?？蓱?yīng)用操作條件或光澤劑改良光澤度及粗糙度，也有由后處理的磨光加工達(dá)到鍍件物品的美觀提高產(chǎn)品附加價(jià)值。f)應(yīng)力(stress)，鍍層形成過(guò)程會(huì)殘留應(yīng)力，會(huì)引起鍍層裂開(kāi)或剝離，應(yīng)力形成的原因有：(1)晶體生長(zhǎng)不正常。(2)雜質(zhì)混入。(3)前處理使基材表面變質(zhì)妨礙結(jié)晶生長(zhǎng)。g)物理、化學(xué)機(jī)械特性，如硬度、延性、強(qiáng)度、導(dǎo)電性、傳熱性、反射性、耐腐蝕性、顏色等。2.5.12鍍層缺陷鍍層的缺陷主要有：(1)密著性不好，(2)光澤和平滑性不佳，(3)均勻性不良，(4)變色，(5)斑點(diǎn)，(6)粗糙，(7)小孔。缺陷產(chǎn)生的原因有：(1)材質(zhì)不良，(2)電鍍管理不好，(3)電鍍工程不完全，(4)電鍍過(guò)程的水洗、干燥不良，(5)前處理不完善。2.5.13電鍍技藝電鍍技藝，必須具備化學(xué)、物理、電化、電機(jī)、機(jī)械的相關(guān)技能，要能了解材料性質(zhì)，表面性質(zhì)與狀況，熟悉電鍍操作規(guī)范，對(duì)日常作業(yè)發(fā)生的現(xiàn)象及對(duì)策詳加整理牢記在心，以便迅速正確地做異常處理。平時(shí)要注意電鍍工場(chǎng)管理規(guī)則，尤其前后處理工程的每一步驟都不能疏忽，否則前功盡棄。2.5.14金屬腐蝕金屬腐蝕，是由于化學(xué)及電化學(xué)作用的結(jié)果，可分為化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕，按腐蝕還境可分為高溫氣體腐蝕、土壤腐蝕等。又依腐蝕破壞情形可分為全面腐蝕及局部腐蝕。局部腐蝕又可分為斑狀腐蝕、陷壞腐蝕、晶間腐蝕、穿晶腐蝕、表面下腐蝕、和選擇性腐蝕，如黃銅脆鋅。影響腐蝕的因素有：(1)金屬的本性，(2)溫度，(3)腐蝕介質(zhì)。防止金屬腐蝕的方法有：(1)正確選用材料，(2)合理設(shè)計(jì)金屬結(jié)構(gòu)，(3)耐蝕合金，(4)臨時(shí)油封包裝，(5)去除腐蝕介質(zhì)，(6)電化保護(hù)，(7)覆層保護(hù)。2.6電鍍有關(guān)的計(jì)算電鍍有關(guān)的計(jì)算，茲用一些范例或公式表示的：(1)溫度的換算：0C=5/9*(0F-32)0F=1.80C+320K=0C+273(2)密度：D=M/VM=質(zhì)量，V=體積(3)比重：S.G=物質(zhì)密度/水在40℃波美(baume\')<br>Be’=145-145/比重比重=145/145-Be’例20％H2SO4的溶液，在20℃比重=145/145-17=145/128=1.13(5)合成物的水分比例NiSO4.7H2O中含水多少？解NiSO4.7H2O=280.877H2O=126H2O%=(126/280.87)*100%=44.9%(6)比率例鉻鍍槽有400升的溶液含500kg鉻酸，問(wèn)同樣的濃度100升鍍槽需含多少鉻酸？400/500=100/Xx=125∴需125kg鉻酸(7)溶液的重量換成容積例98％的H2SO4，比重1.84，求配制1L標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液，需多少ml98％H2SO4？（設(shè)1L標(biāo)準(zhǔn)酸液的硫酸重量49克）49克/(1.84克/0.98)=27.17ml(8)中和例1用14.4ml的1N的HC1溶液中和310ml的NaOH溶液，求NaOH溶液的當(dāng)量濃度解14.4ml×1N＝10ml×xNx＝1.44∴比N.OH的當(dāng)量濃度為1.44N例21.1738N的HC1溶液來(lái)中和10ml的1.1034NNaOH溶液，求需HC1溶液多少ml？解xml×1.1788N＝10ml×1.1034Nx＝9.4∴需9.4ml的1.1738NHC1溶液(9)法拉第定律(Faraday\'sLaw)例1.計(jì)算以I=5安培電流經(jīng)過(guò)T=5小時(shí)，求銅沉積重量，其電流放率CE為100％沉積重量W=(原子量A/(原子價(jià)n*96500))*(電流I*時(shí)間t*電流效率CE)W=(A/(n*96500))*(I*t*CE)=(63.54/(2*96500))*(5*5*60*60*100%)=31.8(g)∴可沉積31.8g的銅例2.要在t=10分鐘鍍W=2.5g的鎳在NiSO4鍍液需多大電流？其電流效率CE為100％。I=((n*96500)/(A))*((W)/(t*CE))=((2*96500)/(58.69))*((2.5)/(10*60*100%))=13.7∴需電流13.7安培例3.鍍件的表面積為1000cm2，在硫酸銅鍍液中通過(guò)15安培電流，電流效率CE為100％，求鍍銅5um所需要的時(shí)間。已知銅密度為8.93g/cm3t=((n*96500*D)/(A))*((area*d)/(I*CE))=((2*96500*8.93)/(63.54))*((1000*5*10^(-4))/(15*100%))=900(秒)=15(分)∴所需電鍍時(shí)間為15分鐘例4.鍍件總面積為1.5㎡，平均電流為1500安培，15分鐘鍍得平均鋅鍍層25um，已知鋅的密度為7.14g/cm3，鋅的原子量為65.38，求電流效率CECE=WAct/WThen*100%=((1.5*25*7.14)/(((65.38)/(2*96500))*1500*15*60))*100%=59%∴其電流效率為59%例5.酸性錫鍍液做連續(xù)性鐵片鍍錫，鐵片寬0.9m，鐵片進(jìn)行速度500m/min，電流密度5000A/㎡，上下二面欲鍍上4um錫厚，電流效率100％，已知錫的密度為7.31g/cm3，原子量為118.7，求電鍍槽需多少m長(zhǎng)？槽長(zhǎng)L=((n*96500*D)/(A))*((S*d)/(DI*CE))=((2*96500*7.31g/cm3)/(118.7))*((500m/min*0.4um)/(5000A/m2*100%))=8(M)∴所需鍍長(zhǎng)8M。例6.使用不溶性陽(yáng)極鍍鉻，電流效率為18％，通過(guò)電量為1000安培小時(shí)，不考慮帶出損失求需補(bǔ)充多少CrO3，以維持鍍液中的鉻濃度，已知鉻原子量為52，氧原子量為16。W=((A/(n*96500))*(I*t*CE)=((52)/(6*96500))*(1000*18%)WCrO3=58.1*CrO3/Cr=58.1*100/52=112(g)∴需補(bǔ)充CrO3112g例7.15安培電流過(guò)通硫酸銅鍍液10分鐘，鍍件面積為1500cm2，電流效率100％，銅的密度為8.93g/cm3，原子量為63.54，求鍍層平均厚度多少u(mài)m？鍍層厚度d=((A)/(n*96500*D))*((I*t*CE)/(area))=((63.54)/(2*96500*893g/cm3))*((15*10*60*100%)/(1500cm2))=0.00022(cm)=2.2um∴銅鍍層平均厚度為2.2um(10)鍍液組成配制例100加侖瓦特鎳鈹槽，作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組成是300g/1NiSO4，30g/1NiCl2及40g/H3BO3.目前鍍液經(jīng)分析得220g/1NiSO4，25g/1NiCl2及32g/1H3BO3，求要補(bǔ)充多少藥品？NiSO4=((300-220)g/1*100gal*3.7851/gal)=30.28kgNiCl2=(30-25)g/1*100gal*3.7851/gal=1.89kgH3BO3=(40-32)g/1*100gal*3.7851/gal=3.03kg(11)電極電位E=E0+RTln[(aM+n)/aM]/(nF)例1求0.5MCu(CN)3-2溶液中的銅電極電位，若銅電極活度＝１，溫度為25℃Cu(CN)3--—Cu+＋3CN-(0.5-X)X3XKdiss=[Cu+][CN-]3/[Cu(CN)3--]=5.6*10^-28X*(3X)^3/(0.5-X)=5.6*10^-28[Cu+]=X=5*10^-8aCu+=[Cu+]=5*10^-8（稀溶液的化學(xué)濃度）Ecu=E0Cu＋8.3144*(273+25)*ln(5*10^-8/1)/(1*96500)例2.攪拌良好的鎳鹽鍍液，有緩沖液pH＝5，電極面積1cm2，以0.01安培/cm2進(jìn)行電鍍。若ηc＝0.445＋0.065logIηa＝0.375＋0.045logI，內(nèi)電阻＝100Ω，則分解電壓需多少？E0=Ec-Ea=Eni–Eni=0ηconc=0(因攪拌良好)I=0.01A/cm2*1cm2分解電壓EI=E0+ηa+ηc+ηconc+IR=0+0.375+0.045log0.01+0.445+0.065log0.01+0+0.01*100=1.6(V)三、前處理3.1前處理的意義一般前處理過(guò)程為研磨，洗凈，水洗，電解脫脂，酸浸，活化，中和等。3.1.1前處理的目的前處理的目的是為了得到良好的鍍層，由于鍍件在制造、加工搬運(yùn)、保存期間會(huì)有油酯、氧化物銹皮、氫氧化物、灰塵等污物附著于鍍件表面上，若不去除這些污物而進(jìn)行電鍍將得不到良好的鍍層。鍍件品質(zhì)，前處理占很重要的地位。3.1.2前處理不良所造成的鍍層缺陷前處理不良所造成的鍍層缺陷，有下列幾項(xiàng)：(1)剝離，(2)氣脹，(3)污點(diǎn)，(4)光澤不均，(5)凹凸不平，(7)小孔，(8)降低耐蝕性，(9)脆化。電鍍的不良，前處理占很大的原因。3.1.3污物的種類(lèi)污物的種類(lèi)，可分為有機(jī)物及無(wú)機(jī)物。有機(jī)物污物主要是動(dòng)物性油酯，植物性油酯及礦物性油酯，無(wú)機(jī)物污物是金屬氧化物、鹽類(lèi)、塵埃、及砂土。另外由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物污物的物如研磨屑、研磨材料。動(dòng)物性及植物性油酯可被化緘劑皂去除。礦物性油污無(wú)法被緘劑皂去除需用三菉乙烯、汽油、石油溶劑乳化劑等去除。無(wú)機(jī)物污物可被酸或緘溶解，利用酸、緘浸漬、化學(xué)或電解方法去除及機(jī)械研磨方法去除。無(wú)機(jī)、有機(jī)混合污物，去除較困難，除了利用化學(xué)方法，亦須用電解，機(jī)械研磨等方法聯(lián)合應(yīng)用去除。3.1.4電鍍前處理去除的典型污物(1)潤(rùn)滑油(2)切削油(3)研磨油(4)熱斑(5)銹及腐蝕物(6)淬火殘留物(7)熱處理鹽(8)熱處理鹽(9)污跡(10)油漆及油墨3.1.5表面清潔測(cè)定表面清潔度測(cè)定，在工場(chǎng)最實(shí)用的方法是用水沖(water-beaktest)，檢查表面水是否均勻潤(rùn)濕，如果是均勻潤(rùn)濕則為清潔表面，反的則不清潔。其它方法有，Nielsonmethod，Atomizertest，F(xiàn)luoresentmethod，weightofresidualsoil，wip-ingmethod，residualpatlernmethod及Radioisotopetracertechnique。3.1.6選擇清潔方法及清潔材料的影響因素：(1)被清潔表面的特性(2)被去除污物的特性(3)清潔要求程度(4）應(yīng)用的方法(5)水質(zhì)(6)手續(xù)、另件、設(shè)備人員的安全(7)成本(8)清潔劑的濃度(9)清潔劑的溫度(10)應(yīng)用時(shí)間(11)經(jīng)驗(yàn)(12)攪拌次數(shù)(13)污染的程度(14)下一步處理(15)廢物的處理3.1.7清潔處理的注意事項(xiàng)(1)眼睛、皮膚、衣服等避免接觸清潔劑，并要戴防護(hù)衣及眼罩。(2)防止長(zhǎng)時(shí)間吸入有毒氣體，須供應(yīng)適當(dāng)?shù)耐L(fēng)。(3)使用會(huì)揮發(fā)性清潔劑時(shí)，溫度必低于燃著點(diǎn)，在使用的區(qū)域嚴(yán)禁煙火及有火光或研磨的作業(yè)。(4)調(diào)制重堿性清潔劑時(shí)，要慢慢的加入冷水，避免產(chǎn)生劇烈反應(yīng)，必須先在冷水中溶解而后再加熱。(5)酸性材料調(diào)制時(shí)，不能將水加入酸中必須慢慢的將酸加入水中。(6)存放酸性溶劑的溶器，必須用防酸材料制成，防止損壞地板及附近設(shè)備，必須遵守藥品使用的說(shuō)明。(7)防止清潔劑損壞鍍件機(jī)材，可添加抑制劑，使在所有污物去除后形成保護(hù)層。(8)清潔劑濃度增加，清潔時(shí)間可以減少但有一定限度，超過(guò)此限度反而不利。(9)溫度增加對(duì)清潔時(shí)間可以減少。(10)清潔需要一段時(shí)間，不是立即就可移去污物。(11)清潔過(guò)程中或的后，清洗是很重要的。3.1.8清潔劑去除污物的原理(1)溶解力作用，如水可溶解鹽，酸可溶解金屬銹皮，汽油可溶解油脂。(2)堿化作用。(3)浸濕作用，將硫水性變親水性。(4)乳化作用，使油與水混合在一起。(5)反凝作用，即為懸浮作用。3.1.9去除氧化物及銹皮的方法基本方法有:1.噴砂除銹(abrasiveblasting)，2.滾筒除銹(tumbling)，3.刷光除銹(brushing)，4.酸浸漬(acidpic-king)，5.鹽液除銹(saltbathdescaling)，6.堿劑除銹(al-klinedescaling)，7.酸洗(acidcleaning)。3.1.10選擇除銹方法的因素選擇除銹方法的因素有:1.銹皮的厚度，2.基材的性質(zhì)，3.鍍件制造及處理過(guò)程，4.容許基材損耗大小，5.表面光度要求，6.鍍件的形狀及大小，7.產(chǎn)量要求，8.可被應(yīng)用的設(shè)備，9.成本，10.氫脆性。3.2.1凈化的方法凈化的方法有:1.堿劑洗凈(alkalinecleaning)，2.溶劑洗凈(solventcleaning)，3.乳化洗凈(emulsioncleaning)，4.電解堿洗凈(electrolyticalkalinecleaning)，5.酸洗凈(acidcleaning)，6.蒸氣脫脂(vapordegreasing)，7.噴砂洗凈(abrasiveblastcleaning)，8.滾筒洗凈(tumb-ling)，9.刷洗凈(brushing)，10.酸浸漬(picking)，11.電解酸浸(electrolyticpicking)，12.鹽液去銹(saltbathdescaling)，13.堿劑去銹(alka;inedescaling)，14.超音波洗凈(ultrasoniccleaning)，15.去漆(paintstri-pping)，16.珠擊法(glassbeadcleaning)。3.9.7銀及銀合金的酸浸溶液配方（注oz為盎司，gal為加侖。1oz=28.35g，1gal=3.785L。下同）Nitricacid66vol%Temperatureroomto160FSulfuricacid78vol%Nitricacid22vol%TemperatureroomSodiumcyanide3～4oz/galSodiumcarbonate1～2oz/galSodiumaluminumsulfate6oz/galSodiumpotassiumtattrate6oz/galTemperature180～210F也可用4～6Volt陰極處理30秒至1分鐘于室溫下電解。3.9.8鋅及鋅合金的酸浸溶液配方Chromicacid30～40oz/galSodiumsulfate2～4oz/galTemperatureroomTime5～30sec若水洗后有黃色膜則用1%硫酸浸泡脫色。Chromicacid30～40oz/galHydrochloride12oz/galTemperatureroomTime1min水洗完后再用40oz/gal鉻酸水溶液浸泡。3.9.9鎳及鈷合金的酸浸溶液配方(1)AISI661，670，680，688合金：Hydrofluoricacid48～58oz/galNitricacid7～10ozgalTemperatureroomSodiumhydric1～2wt%>Sodiumhydroxide98～99wt%<br>Temperature680～720F<br>(2)純鎳<br>Hydrochlorideacid50～75vol%<br>Temperatureroom<br>(3)出光(brightdipping)<br>Sulfuricacid5vol%<br>Ferricsulfate24oz/gal<br>Temperature180F<br>Hydrochlorideacid25vol%<br>Ferricsulfate13oz/gal<br>Temperature160～180F<br>3.9.10鋼鐵酸浸溶液配方<br>商業(yè)抑制劑(commercialinhibitors)，氨類(lèi)(amines)及硝酸鹽(nitrates)通常用來(lái)防止過(guò)度浸蝕(overetching)及針孔(pitting)。其配方有：<br>Hydrochloricacid55vol%<br>Inhibitor(optional)需要量<br>Temperatureroom<br>Time1/2～1min<br>可溶解含F(xiàn)e至5oz/gal；Cu0.5oz/gal最多。<br>Sulfuricacid25vol%<br>Inhibitor(optional)asrequired<br>Temperatureroom<br>Timeupto10min<br>槽及加熱管需用鉛被覆(le