金属表面处理技术论文_金属表面处理论文

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电镀基础及其前景

班级：机制二班

摘要：电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。用简单的一点话理解就是电镀是表面处理的一种。表面处理，顾名思义就是在产品的表面进行的处理。

正文：当今世界，科技发展迅速，世界制造业与加工业蓬勃发展，电镀技术不仅仅在传统工业中扮演重要角色；在高新技术产业，如现代电子技术，微电子技术，通讯技术及产品制造上发挥愈来愈大的作用。下面我将简述电镀的相关基础知识及其前景。

一、电镀基础知识简述

电镀是一种表面加工工艺,它是利用电化学的方法将金属离子还原为金属,并沉积在金属或非金属制品的表面上,形成符合要求的平滑致密的金属覆盖层。其实质是给各种制品穿上一层金属“外衣”，这层外衣就叫做电镀层。从而起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用（摘自课本原文定义）。

1、电镀的电极

电镀时，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的金属制品做阴极，镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。

2、电镀的预处理

金属制品镀前预处理工艺常用的分为以下几类：

（1）机械处理 主要对于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 包括除油与侵蚀，在适当的溶液中，利用零件表面与零件接触时所发上的各种化学反应，除去零件表面的油污、绣及氧化皮。（3）电化学处理 采用通电的方法强化化学除油和浸蚀的过程，处理速度快，效果好。

（4）超声波处理，在超声波场处理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。

3、电镀溶液

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可以是各种各样的．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。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。

（1）主盐

能够在阴极上沉积出所要求的镀层金属的盐。

主盐浓度高，溶液的导电性和电流效率一股都较高，可使用较大的电流密度，加快了沉积速度。在光亮电镀时，镀层的光亮度和整平性也较好。但是，主盐浓度升高会使阴极极化下降，出现镀层结晶较粗，镀液的分散能力下降，而且镀液的带出损失较大，成本较高，同时还增加了废水处理的负担。则采用的阴极电流密度较低．沉积速度较慢，但其分散能力和覆盖能力均较浓溶液好。

（2）导电盐

能提高溶液的电导率，而对放电金属离子不起络合作用的物质。这类物质包括酸、碱和盐，由于它们的主要作用是用来提高溶液的导电性，习惯上通称为导电盐。如酸性镀铜溶液中的H2SO4，氯化物镀锌溶液中的KCL、NaCl及氰化物镀铜溶液中的NaOH和NaCO3等。

导电盐的含量升高，槽电压下降，镀液的深镀能力得到改善，在多数情况下，镀液的分散能力也有所提高。

导电盐的含量受到溶解度的限制．而且大量导电盐的存在还会降低其他盐类的溶解度。对于含有较多表面活性剂的溶液，过多的导电盐会降低它们的溶解度，使溶液在较低的温度下发生乳浊现象．严重的会影响镀液的性能。所以导电盐的含量也应适当。

(3)络合剂

在溶液中能与余属离子生成络合离子的物质称为络合剂。

在络合物镀液中，最具重要意义的，并不是络合剂的绝对含量，而是络合剂与主盐的相对含量，通常用络合剂的游离量来表示，即除络合金属离子以外多余的络合剂。（4）缓冲剂

用来稳定溶液的PH值，特别是阴极表面附近的PH值。缓冲剂一般是用弱酸或弱酸的酸式盐，如镀镍溶液中的比H3BO3，和焦磷酸盐镀液中的Na2HPO4等。

（5）稳定剂

用来防止镀液中主盐水解或金属离子的氧化，保持溶液的清澈稳定。如酸性镀锡和镀铜溶液中的硫酸，酸性镀锡溶液中的抗氧化剂等。

（6）阳极活化剂

在电镀过程中能够消除或降低阳极极化的物质，它可以促进阳极正常溶解，提高阳极电流密度。如镀银溶液中的氯化物，氰化镀铜溶液中的酒石酸盐等。（7）添加剂

是指那些在镀液中含量很低，但对链液和镀层性能却有着显著影响的物质。近年来添加剂的发展速度很快．在电镀生产中占的地位越来越重要，种类越来越多，而且越来越多地使用复合添加剂来代替单一添加剂。

二、电镀的前景

未来我国电镀工业的发展趋势基本可归纳为以下四点：

1、饰性和高抗蚀性工艺技术将不断发展.我国随着汽车、电子、家用电器、航空、航天工业、建筑工业及相应的装饰工业的发展和人们对美化生活需求的提高, 对电镀产品的装饰性和抗蚀性的需求将有明显的增加。

2、某些传统装饰性电镀可能被喷涂、物理气相沉积等取代，功能性电镀产品需求则有上升的趋势。

3、某些污染严重的电镀工艺，可能被清洁的电镀工业所取代。

4、某些性能好、无污染的表面工程的高新技术将会进入我国市场。

5、企业管理水平低，绝大部分电镀企业仍沿袭粗放型经营管理模式，适应市场变化能力差。除部分合资企业和出口企业外，大部分企业没有健全的工业管理体系，多数企业缺乏镀液分析和镀层检测仪器和技术力量。随着产业升级加速，电镀企业集中入园的趋势比较大，这部分水平低电镀企业将面临整改或合并。

所以目前电镀表面处理行业发展总体表现令人担忧.据估计，本行业每年排放大量的污染物，包括4亿吨含重金属废水、50000吨固体废物和3000万立方米酸性气体。目前70-80％的国有电镀厂建立了污染控制设施，然而大部分处理设施已经过期而不能正常运转（城市中只有50％的设施能运转，农村地区更低，只有25％）.而大多数乡镇电镀企业则几乎没有采取任何污染控制措施.在过去几十年中，我国对末端处理技术进行了大量的研究和推广工作，开发了许多实用的污染控制技术.根据目前国内电镀行业的情况，应推广具有较好经济效益的化学处理法，同时推行以防为主、防治结合的方针，改革工艺流程，开展清洁生产，在源头和过程中减少污染物的产生(参考网络数据)。

当然因为我们的生活离不开电镀，电镀技术将永远存在,而且目前电镀发展的方向，是环保型的电镀，对环境的污染会由于技术的提升逐步减少，以科技推动道德。因此，这是一个机遇与挑战并存的行业，希望大家都有一个光明的未来。

参考文献：

1.刘光明 《表面处理技术概论》北京化学工业出版社 2011.1 2.姜银方 《现代表面工程技术》北京工业出版社 2005.11 3.徐滨士 朱绍华《表面工程的理论与技术》北京国防工业出版社 1999 4.屠振密，电镀合金原理与工艺[M]，北京国防工业出版社 1998