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谈一谈:电镀工艺发展历程与前景 


发布时间:05/02/19 10:16:39      来源:当代化工研究

01电镀的基本概念

 

(1)电镀技术。

电镀就是利用电解的原理,在一些被镀物体的表面通过电的作用,使之表面沉积覆盖一层金属薄膜的过程。

通过电镀,可以起到保护被镀物的作用,有效的防止基材被腐蚀,提高被镀物(金属或非金属)的导电、导热性能,增加硬度、耐用性,同时,电镀亦能做成美观的效果,起到装饰的作用电镀时,需要电镀的物件作为阴极,并要求与电镀液、阳极等构成回路,连接上直流电源,被镀物表面即开始沉积金属。

可通过调整电镀的时间、电流的大小甚至改变镀液的组成来影响所沉积金属的性质。电解液的一般为所需电镀的目标金属的可溶性盐或络合物并加入合适的电镀添加剂。

而阳极的选择则由该需镀金属或不溶性物质充当。电镀液及阳极均须选用较为纯净的物质,这样可以有效的排除其他的不必要的阳离子的干扰,这样可以得到质量更好的电镀层。

(2)电镀技术的应用。

电镀技术的应用广泛存在于我们的日常的生活中,毕竟,电镀技术是利用电解的作用在机械的制品上沉积出不同的基底的覆层,然后通过电镀,可以在金属制品的表面获得比原先的金属更加多用途的功能,可以达到保护、装饰、修复的一些功能。

具体的应用有很多:镀铜可以有效增加金属表面的附着能力,还有延缓金属表面腐蚀的作用;镀镍的技术可以打底用,美化金属的外观,增加金属镍的抗腐蚀能力还有耐磨的能力:常见的还有镀金,对金属金的电镀则能够改善金属的导电性,并且有效增强电信号的传输。

(3)电镀的原理。

电镀的原理是在一种特殊的存有电镀液的容器中,经过溶液的特殊处理,使金属的表面得到一层镀层,在电流的阴阳两极的电位差的作用下,镀层的材料会比被电镀的金属材料更加质量好,更加的适用于社会生活。

电镀中,影响电镀的材料有电镀阳极的材质、电镀溶液的成分、温度、电流密度、通电时间、搅拌时间以及电流的波形等因素,每个因素都需要仔细的操作,避免出现差错。

(4)电镀的要素。

首先,电镀需要电镀的容器,即电镀槽,用来存放电镀的溶液,一般说来,电镀槽的材质都是高强度的、耐腐蚀的、并且耐高温的,适合储存化学溶液。其次是组成电镀的两极,通常阴极是被电镀的物件,阳极是要电镀的金属,大部分是可溶性的金属,或者是不可溶性的贵金属或合金作为阳极。另外还有,参与电镀的电解质溶液和整流器,溶液中含有金属离子来支撑电镀,整流器是一种可以提供直流电的装备,保证电镀的顺利进行。

 

02发展状况

 

早在19世纪初,国外就出现了关于电镀工艺的一些著作和具体的工艺操作,在1840年,英国获取了氰化镀银的专利,用于本国内的工业生产,然后一直沿用到现在。

之后,电镀工艺得到不断的完善和发展,并与19世纪中叶出现了电镀合金的技术,直到现在,已经有超过250种的电镀合金得到,并且又一部分已经投入到生产中了。

我国的电镀工艺开始于新中国成立之后,经过前辈的不断努力,取得了很大的进步,在改革开放之后,更是得到了突飞猛进的发展,电镀工厂数量过万,职工超过50万,年产值大约为100亿元。

目前,电镀企业集中分布在机器制造、电子工业等部门,生产多为半自动化控制,导致其行业内存在不少的问题。

 

03电镀产生的条件

 

(1)电流密度。

任何的电镀溶液都需要一个安全的良好的电流密度的环境,这个环境有一个变化的范围或者阈值,其可以达到良好镀层的最大的电流密度叫电流密度上限,同理,将其最小的电流密度称之为电流密度下限。

在溶液中,电流密度不能超过这个上限,不同的金属电镀的时候会根据实际需要有不同的电流密度上限值,实际电镀时需要密切注意。

如果电流密度不在范围内,容易使零件的接触部位或者边缘地带出现烧焦或者镀覆不上的现象,影响电镀后的效果。

(2)电镀溶液温度。

理论上来说,如果在电镀过程中,其他条件不发生变化,溶液的温度是一个重要的影响因素。

在液体的温度升高时,一般会加快化学反应速率,这点是符合质量守恒的。在允许的范围内,适当的升高溶液的温度会提高电流密度的上限值,有效提高效率。

另外,配合其他的工艺升温,还会有效提高溶液的导电导热性能,有助于阳极溶解及提高阴极沉积速率,降低电镀金属镀层的内应力等等。

(3)搅拌。

搅拌作为一种物理的反应方式,可以有效加快溶液中的化学反应速率,加快溶液的对流,使阴阳两极的化学反应可以顺利进行,不会因为离子的流动而中途被打断。

使用这一物理方式的溶液,应该定时进行过滤的操作,除去电镀液中的固体杂质或者反应后残余的渣沫,否则的话,会因为电镀液的精度不纯而导致镀层的粗糙疏松,影响电镀的效果。

电镀中用的比较多搅拌方式为空气搅拌和阴极移动。

(4)电源。

在电镀技术中,常见的电源设备有整流器和直流发电机,发送既定电压的额定电流,由交流电的相位变化来得到电流的波形,而电流波形则是影响电镀镀层的组织,溶液的分散和覆盖能力,合金的成分和质量,等等。因此,电流的选择也应该是电镀条件的一个重要的组成部分。

 

04电镀工艺的展望

 

我国现在的电镀工艺虽然起步的较晚,但不断发展到现在,已经有了很大的进步,目前已经有很多金属合金得到广泛的应用。

化学镀中的各种技术和反应,在我国的电子领域具有极其重要的作用,而且现在已经不断的扩展到其他领域。

即使有了很大的进步,也不能固步自封,还需要不断的发展自身的技术力量,来满足人们不断增长的需求,来增强我国的综合实力。

目前,最受人关注的是各种复合电镀技术,这种复合合金的一些功能会得到更好的利用,其特殊的性能也会得到发挥利用,发展壮大。

因此,我们可以预料到电镀技术未来的发展前景必定是一片辉煌。

 

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