理论教育 镀铬、镀铜、镀镍、镀锌及常用水性表面活性剂的应用

镀铬、镀铜、镀镍、镀锌及常用水性表面活性剂的应用

时间:2023-10-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉、镀铅、镀金、镀银、镀锡等,本书主要讨论常用的镀铬、镀铜、镀镍、镀锌。如电镀常用的十二浣基硫酸钠、OP乳化剂、洗涤剂等都是水性表面活性剂。经还原处理的工件,可直接进入化学镀液,不必进行清洗。驱氢的目的就是使渗入工件及镀层的氢以氢气形式排出,从而提高镀层的结合力和力学性能,延长工件的使用寿命。

镀铬、镀铜、镀镍、镀锌及常用水性表面活性剂的应用

1.电解 是在直流电场的作用下,在电解液池中,阳极板上的金属离子被吸附到阴极材料上的反应过程。与直流电源正极相连的极叫阳极,与直流电源负极相连的极叫阴极。正离子移向阴极,阳极板上进行的是还原反应;阴极得到电子,阴极材料上进行的是氧化反应。

2.电镀 是用电解的方法将金、铜、铬、镍、锌等金属覆盖到另一种工件上,形成均匀、致密、结合力良好的沉积层,就像在金属或非金属制品的表面,穿上一件“铠甲”,使工件的外观质量得以改观。常用的镀种有镀镍、镀铜、镀铬、镀锌、镀镉、镀铅、镀金、镀银、镀锡等,本书主要讨论常用的镀铬、镀铜、镀镍、镀锌。

以镀锌为例,电镀液由氧化锌氢氧化钠和添加剂配制成:

NaOH一方面作为配位剂,另一方面又可增加溶液导电性。由于[Zn(OH)4]2-配离子的形成,降低了Zn2+的浓度,使金属晶体在镀件上析出的过程中有适宜(不致太快)的晶核生成速率,可得到结晶细致的光滑镀层。随着电解的进行,Zn2+不断放电,同时[Zn(OH)4]2-不断解离,能保证电镀液中Zn2+的浓度基本稳定。两极主要反应为:

阴极 Zn2++2e-=Zn

阳极 Zn=Zn2++2e-电镀铜用配位剂焦磷酸钾[K4(P2O7)],使形成[Cu(P2O7)2]6-配离子。

Cu2+的浓度降低,在镀件(阴极)上Cu的析出电势代数值减小,同时析出速率得到控制,从而有利于得到较均匀、较光滑、附着力较好的镀层。

3.五金活化 工件在经过前处理工序后,在水洗、停留等待镀过程中,其表面会生成一层极薄的氧化膜,这就需要进行活化处理——弱浸蚀或称弱腐蚀,以除去这层薄膜。活化是进行电镀前的最后一道工序,是使工件呈现出金属的结晶组织,保证镀层与基体金属牢固结合的重要措施。活化处理一般用化学法,也可采用电化学法。

4.表面活性剂 一种在低浓度下能降低水和其他溶液体系的表面张力或界面张力的物质。如电镀常用的十二浣基硫酸钠、OP乳化剂、洗涤剂等都是水性表面活性剂。

5.塑料件活化 将敏化后的工件浸入活化液中,在工件表面沉积一层稀薄的贵金属(银或钯),使之成为化学镀的中心,以便于化学镀。

6.粗化 是塑料电镀的关键步骤,对镀层与基体的结合力有显著的影响,有机械粗化和化学粗化,应用最多的是化学粗化,化学粗化溶液分高铬酸型和低铬酸型。

7.中和还原 为将化学粗化过程中残留于工件表面的六价铬清洗干净,还需在体积分数为10%的氨水中进行中和,在质量分数为1%~5%的亚硫酸钠中进行中和,然后在100~200mg/L的盐酸中于室温条件下浸蚀1~3min。

8.敏化 敏化是使塑料工件表面吸附一层易被氧化的物质,成为催化膜,应用较多的是氯化亚锡法。

9.还原解胶

(1)还原处理。经银盐活化的工件清洗后,应在1∶9(质量比)的甲醛溶液中于室温条件下浸泡0.5~1min,以除去工件表面残存的活化液,防止将其带入化学镀溶液中。经还原处理的工件,可直接进入化学镀液,不必进行清洗。经钯盐活化的工件清洗后,可浸泡在室温条件下的次磷酸钠10~30g/L的溶液中0.5~1min,进行还原处理。

(2)解胶处理。经胶体钯活化后的工件表面,会吸附一层胶态钯微粒,无催化活性,应将钯周围的二价锡离子水解去除胶层,才能达到催化活性。解胶可在盐酸溶液中进行,温度为40~45℃,浸泡时间为1min。

10.驱氢 在电镀过程中,阴极(工件)有氢气析出,尤其是镀铬,电流大部分消耗在析氢上。若氢以原子状态渗入工件基体或镀层,会产生很大内应力,使镀层变脆,甚至起泡、剥落或断裂。驱氢的目的就是使渗入工件及镀层的氢以氢气形式排出,从而提高镀层的结合力和力学性能,延长工件的使用寿命。驱氢的操作可在烘箱或油槽中进行,驱氢温度为200~252℃,处理时间为2~4h。

11.钝化 是使镀层表面生成一层结合牢固、组织致密的钝化膜,将镀层与空气隔绝,从而提高镀层的耐蚀能力(比未经钝化的镀层高几倍),延长工件使用寿命。各种镀层的钝化液配方是不一样的。

12.乳化 一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的现象。

13.活化 消除电极表面的钝化状态的工艺步骤。(www.daowen.com)

14.溶度积 在一定温度下,难溶电解质饱和溶液中相应的离子浓度的乘积。

15.微观覆盖能力 在一定条件下,电镀液中金属离子在孔隙或划痕中电沉积的能力。

16.整平作用 镀液使镀层表面比基体表面更平滑的能力。

17.有机溶剂脱脂 利用有机溶剂对油污的溶解作用,除去镀件表面油污。

18.化学脱脂 在碱性溶液中,借助皂化和乳化作用,除去镀件表面油污。

19.电解脱脂 在碱性溶液中,以工件为阳极或阴极,在电流作用下,除去镀件表面油污。

20.乳化脱脂 用含有机溶剂、水和乳化剂的液体除去镀件表面油污。

21.逆流漂洗 工件的运行方向与清洗水流动方向相反的多道清洗过程。

22.着色 让有机或无机染料吸附在多孔的阳极氧化膜上,使之呈现各种色彩的过程。

23.脱色 用脱色剂去除已着色的氧化膜上色彩的过程。

24.润湿剂 能降低工件与溶液间的界面张力,使工件表面易于被溶液润湿的物质。

25.光亮剂 加入镀液中可获得光亮镀层的添加剂。

26.阻化剂 能减小化学反应或电化学反应速率的物质。

27.针孔 从镀层表面贯穿到镀层底部的微小孔道。

28.烧焦镀层 在过高电流密度下,形成的黑暗色、粗糙松散、质量差的沉积物,其中常含有氧化物或其他杂质。

29.电流密度 指电极(镀件)单位面积上通过电流的大小,通常用A/dm2作单位。

30.装饰铬 中间镀层打底,镀层薄,能使镀层成为蓝白色。

31.硬铬 镀层较厚,具有较高的硬度,耐热、耐磨、抗腐蚀。

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