銻如何沉積到金屬基材表面
⑴ 金屬銻是做什麼用的
銻多用作其復它合金的組元,可制增加其硬度和強度。如蓄電池極板、軸承合金、印刷合金(鉛字)、焊料、電纜包皮及槍彈中都含銻。鉛錫銻合金可作薄板沖壓模具。高純銻是半導體硅和鍺的摻雜元素。銻白(三氧化二銻)是銻的主要用途之一,銻白是搪瓷、油漆的白色顏料和阻燃劑的重要原料。硫化銻(五硫化二銻)是橡膠的紅色顏料。生銻(三硫化二銻)用於生產火柴和煙劑。
那我就不太清楚了.
⑵ 鋁如何鍍成銅色 請詳細說一下,急
1. 1電鍍定意
電鍍(electroplating)是一種電離子沉積過程(electrodepos- ition process),是利用電極(electrode)通過電流,使金屬附著在物體表面上,其目的為改變物體表面的特性或尺寸。
1. 2電鍍目的
是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit),改變基材表面性質或尺寸。例如賦予金屬表面的光澤美觀、物品防銹、防止磨耗;提高導電度、潤滑性、強度、耐熱性、耐候性;熱處理的防滲碳、氮化;尺寸或磨耗的零件修補。
1. 3各種鍍金方法
電鍍法(electroplating) 無電鍍法(electroless plating)
熱浸法(hot dip plating) 熔射噴鍍法(spray plating)
塑料電鍍(plastic plating) 浸漬電鍍(immersion plating)
滲透鍍金(diffusion plating) 陰極濺鍍(cathode supptering)
真空離子電鍍(vacuum plating) 合金電鍍 (alloy plating)
復合電鍍(composite plating 局部電鍍(selective plating)
穿孔電鍍(through-hole plating) 筆電鍍(pen plating)
電鑄(electroforming)
1.4 電鍍基本知識
電鍍大部分是在液體(solution)下進行,而且大多是在水溶液(aqueous solution)中電鍍,大約有30種的金屬可由水溶液進行電鍍,例如: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等等。
有些金屬必須由非水溶液進行電鍍,例如:鋰、鈉、鉀、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、La、Ti、Zr、Ge、Mo等等。可由水溶液及非水溶液的電鍍金屬有:銅、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、鎳等等。
還包括以下幾項:溶液性質 物質反應 化學式 電化學 界面物理化學 材料性質
1.4.1 溶液
被溶解之物質稱為溶質(solute),使溶質溶解之物質稱為溶劑(solute)。溶劑為水之溶液稱之水溶液(aqueous solution)。表示溶質溶於溶液中之量為濃度(concentration)。在一定量的溶劑中,溶質能溶解之最大量值稱之溶解度 (solubility)。達到溶解度值之溶液稱之為飽和溶液(saturated solution),反之為非飽和溶液(unsaturated solution)。溶液之濃度,在生產和作業管理中,使用易了解和方便的重量百分比濃度(weight percentage)和常用的摩爾濃度(molal concentration)。
1.4.2 物質反應(reaction of matter)
在電鍍處理過程中,有物理變化及化學變化,例如研磨、乾燥等為物理反應,電解過程有化學反應,我們必須充分了解在處理過程中的各種物理和化學反應的相互關系及影響。
⑶ 金屬表面的覆蓋層強化法有哪些
金屬表面滲層與覆蓋層金相組織圖譜"的書摘……二、氣相沉積層
氣相沉積是近年來發展最快的一種新技術,它分物理氣相沉積(PVD),和化學氣相沉積
(CVD),最近又發展了復合的物理化學氣相沉積(PCVD)。物理氣相沉積是利用真空蒸發、離
子濺射、離子鍍等方法沉積成膜;化學氣相沉積則是利用鍍層材料的揮發性化合物氣體分解
或化合的反應產物而沉積成膜;物理化學氣相沉積即等離子體加化學氣相沉積。採用這種方
法可以鍍金屬膜、合金膜、陶瓷膜或金剛石膜等。
目前在刀具、模具上用的最多的是沉積一層高硬度、高耐磨及抗腐蝕的TiC、TiN、Al↓2O↓3
或TiCN復合膜。這些鍍層均很薄,實用厚度一般只有3~7μm。而在一般機器零件上可達10~
20μm。TiN的硬度為1800~2000HV,呈金黃色;TiC的硬度為2500~3200HV,呈暗灰色;
Al↓2O↓3的硬度為3000HV,它們與基材之間均具有牢固的冶金結合。對於機械磨損(低速切削)
來說,抗磨順序依次是TiC>TiCN>TiN>Al↓2O↓3,但對於熱磨損(如高速切削)其抗磨順序正
好相反。氣相沉積不僅可以提高刀具、模具、機件的使用壽命,而且還使產品獲得優美的外
觀色彩。
三、激光和電子束表面合金化層
激光和電子束作為熱源用於材料表面改性,是從70年代開始的。由於它們具有能量密度
高、加熱冷卻速度快、熱影響區小、零件改性效果好等高能速表面處理技術的一切優點,而
且又不需要在真空室內進行,操作比較靈活,故發展速度很快。激光和電子束表面改性技術
主要包括三種類型:即相變硬化處理,熔凝處理和表面合金化與塗敷,本書著重介紹表面合
金化處理及其覆蓋層組織。
激光和電子束表面合金化過程,實質上是一個表面冶金過程,即通過高密度能束與基材
表面塗層合金相互作用,使其發生物理冶金和化學變化,從而達到表面強化的目的。
目前用於鋼件表面合金化的元素和碳化物很多,歸納起來有W、Cr、Ni、Mo、Co、Ti、
Si、B及WC、Cr↓3C↓2、TiC等,可根據工件表面所要求的性能來選擇和確定。
鋼件表面經合金化後,其組織狀態按受熱條件不同分為合金化區,熱影響區(過熱)和基
材組織三部分。合金化區一般呈鑄態技晶狀組織,在馬氏體和殘留奧氏體基體上分布各種共
晶碳化物相,起到強化作用。熱影響區(包括擴散層)一般晶粒比較粗大,有的含Ni、Cr成分
比較高的擴散層,殘留奧氏體量多,馬氏體亦不易顯示,常呈一條白帶處於合金化層底部。總
之,採用激光表面強化技術可以在更寬的范圍內改變硬化層的結構與性能。
四、熱噴塗和噴焊層
熱噴塗和噴焊技術作為一種新的表面防護、維修和強化方法在近20年中得到了飛速的發
展。所謂熱噴塗就是利用某種熱源(氧乙炔火焰、電弧、等離子弧等)將欲噴塗的材料加熱,借
助氣流把熔化或半熔化的霧狀微粒通過噴嘴高速噴射到預先經過處理的工件表面上,形成附
著牢固的塗層。
熱噴塗和噴焊技術有一系列優點:
(1)工藝簡單,用氧乙炔火焰即可工作;
(2)選材范圍廣,噴塗材料可以任意配製,不受相圖限制、可用鑽基、鎳基、鐵基、銅
基自熔合金,也可用各種碳化物和氧化物陶瓷(WC、Cr↓3C↓2、TiC、Cr↓2O↓3、Al↓O↓3、TiO↓2等),或各種
高分子材料;
(3)實用性強,不僅可以用來維修、裝飾產品,而且還可用來製造不同性能的產品零件
(如耐磨、耐蝕、耐熱、抗振、隔熱、密封、潤滑、絕緣、導電、輻射等),因而得到廣泛的應用。
熱噴塗和噴焊層的組織取決於選用材料的成分和噴塗工藝。以上述自熔合金為例,它們
均含有許多金屬與非金屬元素,如C、B、Si、Cr、Fe、Ni、Co、Cu、W、Mo、Mn等,所以
噴焊後其覆蓋層的組織很復雜,相很多,形態各異,很難一一鑒別,只有採用彩色金相、電
子探針、能譜、X射線衍射等分析手段,進行綜合分析後才能分辨清楚,詳見第六章。
五、電鍍層
電鍍是金屬防腐的重要手段。近年來通過不斷的革新和開發,出現了許多新工藝和新方
法,如:特種電鍍(包括非晶態電鍍、非金屬電鍍、復合電鍍、合金電鍍、電刷鍍);化學鍍(鎳-磷、
鎳-硼);熱滲鍍(包括離子、氣體、液體、固體滲鍍)等。這些鍍層的出現,使鋼件表面抗腐蝕能
力明顯提高,同時,還賦予鋼件表面某種特殊功能(如提高耐磨性、導電性、磁性、高溫抗氧化
性等等)
電鍍過程一般來說,是一個電化學的氧化還原過程,即利用電解的方法使金屬的化合物
還原為金屬,沉積在金屬或非金屬製品表面,形成一層平滑而緻密的金屬覆蓋層。由於電鍍
層通常都是在低溫下通過電沉積的方式形成的(熱滲鍍除外),所以它與基體金屬之間沒有擴
散關系,因此也沒有擴散層,只有一條明顯而平直的分界線,故結合力不如其他工藝好。
第二節 金屬表面滲層和覆蓋層組織特點
金屬表面滲層和覆蓋層的組織具有組分特殊、合金相多、結構復雜、組織超細、層次多、
層薄等特點。
(1)組分特殊。表面處理(如激光合金化、熱噴塗、離子注入等)可使零件表面獲得整體材
料和一般熱處理方法很難、甚至無法得到的超濃度、超飽和固溶體,而且還可獲得各種合金
成分、陶瓷以及高分子材料層。
(2)合金相多。例如化學熱處理可以向金屬材料表面滲入多種合金元素,這些元素滲入
鋼件後,又與其中的碳或合金元素化合,形成各種各樣的固溶體和化合物相。再如激光表面
合金化層和熱噴焊層,它們都是用多種元素組成的合金粉末經過快速熔化和冷凝而成的,其
中的相組成非常復雜,一般都有3~4種以上,有的多達7~8種相。
(3)結構復雜。覆蓋層在特殊條件下可獲得微晶或非晶態結構,其中化合物的晶體結構
亦多種多樣,晶體形貌各異,有等軸晶,樹枝晶、包狀晶、柱狀晶等等。
(4)組織超細。
⑷ 有什麼辦法可以讓金屬表面變成為絕緣的嗎塗層,噴塗什麼可以解決次問題
高溫電絕緣塗層。
高溫電絕緣塗層實際上是一種陶瓷塗層,它除了能在高溫下保持電絕緣性能外,還能與金屬導線緊密「團結」在一起,做到「天衣無縫」,就算將導線七繞八彎,它們也不會分離,這種塗層非常緻密,塗上它,兩根電壓差很大的導線碰在一起,也不會發生擊穿現象。
高溫電絕緣塗層根據其化學成分的不同,可分為許多種類。如石墨導體表面上的氮化硼或氧化鋁、氟化銅塗層,到400℃仍有良好的電絕緣性能。金屬導線上的搪瓷到700℃,磷酸鹽為基的無機粘結劑塗層到1000℃,等離子噴塗氧化鋁塗層在1300℃,都仍保持著良好的電絕緣性能。
高溫電絕緣塗層已在電力、電機、電器、電子、航空、原子能、空間技術等方面獲得了廣泛的應用。
(4)銻如何沉積到金屬基材表面擴展閱讀:
絕緣塗料耐溫600℃以下,採用無機-有機聚合物基料,體積電阻率高、結構緊密的無機晶體材料組成,如氧化鋁、氮化硅等為填料,以陶瓷微粒為高溫成膜物為主,組成耐高溫絕緣塗料。在生產過程中嚴格控制原材料配比,避免雜散離子,尤其鹼金屬或鹼土金屬離子的引入;
盡量減少玻璃相的含量,並盡量降低為改善工藝性能而加入的玻璃相的導電率。在生產過程中,還注意嚴格控制引入鐵,鈷等可變價金屬離子,以免產生自由離子和空穴。
同時嚴格控制生產過程中的溫度和氣氛,以免產生氧化還原反應而出現電子和空穴,防止產生晶格轉換而造成晶體缺陷。絕緣塗料可以塗刷各種材質上,常溫固化,固化時間在24小時以上。
⑸ 尋找一種材料,需要這種材料,塗覆到金屬表面,防止金屬被化學物質腐...
可採用噴塗四氟的方式進行防護,四氟絕對是一種防腐最佳材料,不會被任何化工原料腐蝕,但價格要貴一點,必須找個技術好的單位噴塗,否則覆蓋不好容易出現局部小銹點現象。
⑹ 如何把一種金屬鍍在另一種金屬表面
答:用電鍍的方法就可以將一種金屬鍍在另一種金屬的表面了,電鍍是一種電離子沉積過程,是利用電極通過電流,使金屬附著在物體表面上,其目的為改變物體表面的特性或尺寸。它的實質是使得金屬被迫的發生氧化還原反應,實質是電解池。電鍍的實質就是以非惰性電極為陽極的一種特殊的電解。電鍍時一般以鍍層金屬為電解池的陽極,待鍍件為陰極,含鍍層金屬離子的電解溶液為電鍍液。電鍍過程中鍍層金屬發生氧化反應而成為離子溶入電解液,其離子則在待鍍件上發生氧化還原反應。
電鍍基本知識
電鍍大部分是在液體下進行,而且大多是在水溶液中電鍍,大約有30種的金屬可由水溶液進行電鍍,例如: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等等。
有些金屬必須由非水溶液進行電鍍,例如:鋰、鈉、鉀、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、La、Ti、Zr、Ge、Mo等等。可由水溶液及非水溶液的電鍍金屬有:銅、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、鎳等等。
還包括以下幾項:溶液性質 物質反應 化學式 電化學 界面物理化學 材料性質
⑺ 鍍金的原理,金如何變成金離子
鍍金分為兩類,一類呈同質材料鍍金,另一類是異質材料鍍金。
同質材料鍍金是指對黃金首飾的表面進行鍍金處理。它的意義是提高首飾的光亮性及色澤。異質材料鍍金是指對非黃金材料的表面迸行鍍金處理,如銀鍍金,銅鍍金。它的意義是欲以黃金的光澤替代被鍍材料的色澤,從而提高首飾的觀賞效果。
另外鍍金按被鍍件的特性分主要有兩大類:
1.金屬件上鍍金
2.非金屬件上鍍金
所以鍍金廢料按被鍍件的特性分同樣有對應的兩大類:
1.金屬件鍍金廢料
2.非金屬件鍍金廢料
非金屬鍍金包含玻璃上鍍金,塑料上鍍金,陶瓷上描金等,因為其廢料上的金很容易回收,從金屬件鍍金廢料中回收黃金的技術問題來分.金屬件鍍金廢料,以後稱鍍金廢料,
金合金鍍層的品位是依照鍍層中的含金量進行換算,純金以24K來表示。比如l8K金其含金量為l00g×18/24=75g。因此K金及含金量如下:
14K 含金54.2—62.5%;
16K 62.6—70.8%:
18K 70.9—79.2%:
20K 79.3—87.5%:
22K 87.6~95.9%:
24K 95.9%以上。
⑻ 氧化鋅怎麼附著在金屬表面
鋅粉是一種化學活性顏料[4],富鋅環氧塗層的防腐蝕是通過電化學保護和化學保護來阻止鋼件腐蝕的[5]。根據電化學腐蝕理論,在腐蝕電池中始終是電極電位較負的陽極受腐蝕。當外界環境存在電化學腐蝕的條件時,塗層中金屬鋅是陽極被腐蝕,而基體金屬鐵(陰極)受到保護。在Zn,Zn2+,Fe3+,Fe腐蝕電池中: 陽極Zn標准電極電位EZn=-01763V ; 陰極Fe標准電極電位EFe=-01409V ; 電池的電動勢E°=-01409-(-01763)=01354V 。 同時,鋅在塗層表面發生化學反應,形成鋅鹽及鋅的絡合物等,這些生成物是極難溶的穩定化合物,並沉積在塗層表面,以防止氧、水和鹽類的侵蝕,從而起到防銹效果,使金屬基體得到保護。 值得注意的是,干膜中鋅粉的含量太低或太高都不能使塗料達到理想的防護效果。鋅粉含量低時(如70%、75%),因鋅粉顆粒不能形成完整的鋅粉層,鋅粉的陰極保護作用不明顯。隨著鋅粉含量的增加,其陰極保護作用增強,但由於樹脂量減少,使得只有少量的樹脂包覆在鋅粉表面上。這樣,富鋅塗層與基體的附著力相對降低,一旦鹽溶液滲透到鋅粉表面,便引起鋅腐蝕,體積增大,最後導致塗層起泡。因此,富鋅環氧塗料中的鋅粉含量有一個臨界值。隨腐蝕環境、塗裝體系等的不同,有不同的最佳鋅粉含量。根據杜存山[6]所研究的鋅粉含量對富鋅環氧塗料防銹性能的影響,確定鋅粉含量為干膜質量的80%時,富鋅環氧塗料具有良好的防銹性能。 鋅的腐蝕產物的種類隨腐蝕介質的不同而不同,有氧化鋅、氫氧化鋅、鹼式碳酸鋅、鹼式氯化鋅[Zn(OH)Cl]、氧氯化鋅[ZnOCl]、硫酸鋅等[7]。塗膜中鋅的腐蝕產物的沉積使得遠離鋼基材的鋅粉不能有金屬間的接觸,也就不能起到有效的電化學保護作用。若在富鋅塗料的配方中加入穩定的導電顏料磷鐵粉(Fe2P),不僅可以降低成本,還能使漆膜內形成導電通路,提高其陰極保護效率。但若磷鐵粉過量,鋅粉顆粒不能形成完整的鋅粉層,鋅粉的陰極保護作用便不明顯。如表2、3所示,當磷鐵粉與環氧粘稠液的質量比為0.25時,塗料的綜合性能最好。 3.2硅烷偶聯劑處理金屬表面對塗層的影響 大量試驗表明,影響塗層壽命的原因主要是[8]:塗料體系選擇不當(佔20%)、塗層厚度不夠或者不均勻(佔20%)、塗裝工藝和質量控制不當(佔20%)及金屬基體表面處理不當(佔40%)。由此可見,金屬基體表面預處理的重要性。 從塗層與基體的附著力看,機械處理和化學處理方法只能用於改善和提高塗層與金屬基體的物理附著力,無法從根本上解決塗層與金屬基體之間附著強度差的缺點。採用有機硅烷偶聯劑水溶液處理底材,在金屬表面上沉積一層很薄的有機硅薄膜[9],金屬基體與有機硅之間以Me-O-Si共價鍵結合,這種共價鍵能夠使金屬基體表面發生鈍化反應,不僅能提高塗層的附著力,還能提高塗層的耐蝕性能。 本文採用KH-550型硅烷偶聯劑,其化學結構式為YSiX3,其中,Y對金屬表面的作用過程分為四步: 第一步,與硅烷相連的Si-X鍵水解;第二步,Si-OH之間脫水縮合成Si-OH的低聚硅氧烷;第三步,低聚物中的Si-OH與基材表面上的-OH形成氫鍵;第四步,加熱固化過程中伴隨脫水反應而與基材形成共價鍵連接。 從上述可知,偶聯劑水解程度直接影響其與金屬基材的作用效果。由於電導率測定方法具有不幹擾和不破壞原有體系平衡狀態的優點,故本實驗採用電導率測定方法檢測偶聯劑的水解程度。偶聯劑水解過程中,電導率隨電導率較高的硅醇的產生而逐漸增大,溶劑因反應前後量不變而對體系的電導率無貢獻,達到平衡時水解程度達到最大,相應電導率值也穩定於某一最大值。在95%乙醇與一定質量水的混合水解體系中,550型偶聯劑的水解時間與電導率。550型偶聯劑的水解時間為8min。通過KH-550型硅烷偶聯劑處理金屬表面,富鋅環氧塗層的附著力及耐蝕性能均有明顯提高(見表4) 。
⑼ 金屬怎麼鍍鉻
鍍鉻
硬 度:400~1200HV內
特 點:較好的耐熱性
鉻是一種微帶藍色的銀白色金屬,相對原子質量51.99,密度.98~7.21g/cm3,熔點為1875~1920℃,標准電極電位為尤什/c,-0.74V,老」/c,」-0.41V和P甚e+/Cr抖-1.33V,金屬鉻在空氣中極易鈍化,表面形成一層極薄的鈍化膜,從而顯示出貴金屬的性質。
鍍鉻層具有很高的硬度,根據鍍液成分和工藝條件不同,其硬度可在很大范圍400~1200HV內變化。鍍鉻層有較好的耐熱性,在500℃以下加熱,其光澤性、硬度均無明顯變化,溫度大於500℃開始氧化變色,大於700℃硬度開始降低。鍍鉻層的摩擦系數小,特別是干摩擦系數,在所有的金屬中是最低的。所以鍍鉻層具有很好的耐磨性。
鉻鍍層具有良好的化學穩定性,在鹼、硫化物、硝酸和大多數有機酸中均不發生作用,但能溶於氫氯酸(如鹽酸)和熱的硫酸中。
在可見光范圍內,鉻的反射能力約為65%,介於銀(88%)和鎳(55%)之間,且因鉻不變色,使用時能長久保持其反射能力而優於銀和鎳。
主要特點
從常用的鉻酸鍍液鍍鉻,與其他單金屬鍍液相比,鍍鉻液雖成分簡單,但鍍鉻過程卻相當復雜,並具有如下特點。
①鍍鉻液的主要成分不是金屬鉻鹽,而是鉻的含氧酸——鉻酸,屬於強酸性鍍液。電鍍過程中,陰極過程復雜,陰極電流大部分消耗在析氫及六價鉻還原為三價鉻兩個副反應上,故鍍鉻的陰極電流效率很低(10%~l8%)。而且有三個異常現象:電流效率隨鉻酐濃度的升高而下降l隨溫度的升高而下降;隨電流密度的增加而升高。
②在鍍鉻液中,必須添加一定量的陰離子,如SO42-、SiF62一、F一等,才能實現金屬鉻的正常沉積。
③鍍鉻液的分散能力很低,對於形狀復雜的零件,需採用象形陽極或輔助陰極,以得到均勻的鍍鉻層。對掛具的要求也比較嚴格。
④鍍鉻需採用較高的陰極電流密度,通常在20A/dm2以上,比一般的鍍種高l0倍以上。由於陰極和陽極大量析出氣體,使鍍液的電阻較大,槽壓升高,對電鍍電源要求高,需採用大於l2V的電源,而其他鍍種使用8V以下的電源即可。
⑤鍍鉻的陽極不用金屬鉻,而採用不溶性陽極。通常使用鉛、鉛一銻合金及鉛一錫合金。鍍液內由於沉積或其他原因而消耗的鉻需靠添加鉻酐來補充。
⑥鍍鉻的操作溫度和陰極電流密度有一定的依賴關系,改變二者關系可獲得不同性能的鉻鍍層。
⑽ 電鍍大師請進來
1. 1電鍍定意
電鍍(electroplating)是一種電離子沉積過程(electrodepos- ition process),是利用電極(electrode)通過電流,使金屬附著在物體表面上,其目的為改變物體表面的特性或尺寸。
1. 2電鍍目的
是在基材上鍍上金屬鍍層(deposit),改變基材表面性質或尺寸。例如賦予金屬表面的光澤美觀、物品防銹、防止磨耗;提高導電度、潤滑性、強度、耐熱性、耐候性;熱處理的防滲碳、氮化;尺寸或磨耗的零件修補。
1. 3各種鍍金方法
電鍍法(electroplating) 無電鍍法(electroless plating)
熱浸法(hot dip plating) 熔射噴鍍法(spray plating)
塑料電鍍(plastic plating) 浸漬電鍍(immersion plating)
滲透鍍金(diffusion plating) 陰極濺鍍(cathode supptering)
真空離子電鍍(vacuum plating) 合金電鍍 (alloy plating)
復合電鍍(composite plating 局部電鍍(selective plating)
穿孔電鍍(through-hole plating) 筆電鍍(pen plating)
電鑄(electroforming)
1.4 電鍍基本知識
電鍍大部分是在液體(solution)下進行,而且大多是在水溶液(aqueous solution)中電鍍,大約有30種的金屬可由水溶液進行電鍍,例如: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等等。
有些金屬必須由非水溶液進行電鍍,例如:鋰、鈉、鉀、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、La、Ti、Zr、Ge、Mo等等。可由水溶液及非水溶液的電鍍金屬有:銅、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、鎳等等。
還包括以下幾項:溶液性質 物質反應 化學式 電化學 界面物理化學 材料性質
1.4.1 溶液
被溶解之物質稱為溶質(solute),使溶質溶解之物質稱為溶劑(solute)。溶劑為水之溶液稱之水溶液(aqueous solution)。表示溶質溶於溶液中之量為濃度(concentration)。在一定量的溶劑中,溶質能溶解之最大量值稱之溶解度(solubility)。達到溶解度值之溶液稱之為飽和溶液(saturated solution),反之為非飽和溶液(unsaturated solution)。溶液之濃度,在生產和作業管理中,使用易了解和方便的重量百分比濃度(weight percentage)和常用的摩爾濃度(molal concentration)。
1.4.2 物質反應(reaction of matter)
在電鍍處理過程中,有物理變化及化學變化,例如研磨、乾燥等為物理反應,電解過程有化學反應,我們必須充分了解在處理過程中的各種物理和化學反應的相互關系及影響。
1.4.3 電鍍常用之化學式
1.溫度之換算: 0℃=5/9(0oF-32) 0oF=1.80℃=32 0K=0℃=273
2.密度: D=M/V M=質量 V=體積
3.比重: S.G=物質密度/水的密度(4℃時)
4.波美: (Baume′) Be′=145-145/比重 比重=145/145- Be′
例如:20%H2SO4溶液,在20℃是其Be′值是17,求該種液體比重是多少?
答:該種液體比重=145/145-17=145-128=1.13
5.合成物之水分比: 例如,NiSO4,7H2O中含水多少?
答:NiSO4,7H2O=280.87 7H2O=126 H2O%=126/280.87*100%=44.9%
6.比率:例如, 鍍鉻槽有400加侖溶液含500磅鉻酸,問同樣的濃度,100加侖鍍鉻液需要含多少鉻酸?
400/500=100/X X=125 答:需要量125磅鉻酸。
7.溶液的重量換算成容積: 例如,96%H2SO4 ,比重1.854 求配製1公升標准硫酸溶液需要多少毫升96%H2SO4 ?一公升的標准酸液的硫酸重量=98/2=49克 49克/((1.8354克)/(ml×0.96))=27.82ml
答:需要27.82ml的96%H2SO4
8.中和: 例1,用14.4ml的1N的溶液中和310ml的NaOH溶液,求NaOH溶液之當量濃度? 14.4ml×1N=10ml×xN x=1.44
答:NaOH溶液之當量濃度為1.44N
例2, 1.1738N的HCl溶液中和10ml的1.1034N NaOH溶液, 求需HCl溶液多少毫升? xml×1.1738N=10ml×1.1034N x=9.4ml
答:需要9.4ml的1.1738N的HCl溶液。
9.法拉第定律(Faraday′s Law)
例1, 計算用5安培電流經過5小時,銅沉積重量,其電流放電率為100%
沉積重量=(原子量/(原子價×96500))×(電流×時間×電流效應) W=(A/(n×96500))×(I×T×CE)
W=(63.54/(2×96500))×(5×5×60×60×100%)=31.8g
答:可沉積31.8g的銅。
例2, 要在10分鍾鍍2.5克的鎳在NiSO4 鍍液需要多大電流?
設電流效率為100%, I=((n×96500)/(A))×((W)/(T×CE))
=((2×96500)/(58.69))×((2.5)/(10×60×100%))=13.7A
答:需要13.7A電流
例3, 鍍件表面積為1000cm2,在硫酸銅鍍液中通過15A電流,電流效率100%,求鍍銅51m所需要的時間。銅密度為8.93g/cm3
t=((n×96500×D)/(A))×((area×d)/(I×CE))=
((2×96500×8.93)/(63.45))×((1000×5×10-4)/(15×100%))
=900秒=15分鍾 答:所需時間為15分鍾。
例4, 鍍件表面積為1.5m2,平均電流為1500A,15分鍾鍍得平均鋅鍍層251m,鋅的密度為7.14g/m3,鋅的原子量為65.38,求電流效率? CE=WAct/WThen×100%
=((1.5m2×251m×7.14g/m3)/(( 65.38)/(2×96500))×1500×15×60))×100%=59% 答:其電流效率為59%
例5, 酸性鍍錫溶液做連續性銅片鍍錫,銅片0.9m寬,銅片的進行速度500m/min,電流密度5000A/m2,上下兩面欲鍍上0.41m錫厚,電流效率100%,錫的密度7.31g/cm3,原子量118.7,求電鍍槽需要多少m長?
槽長L=((n×96500×D)/(A))×((S×d)/(DI×CE))=
((2×96500×7.31g/cm3)/(118.7))×((500m/min×0.41m)/(5000A/m2×100%))
=8m 答:所需要的長度為8米。
例6, 使用不溶性陽極鍍鉻,電流效率為18%,通過電流為1000A/小時,不考慮帶出損失,求需要補充多少CrO3,以維持鍍液中鉻的濃度?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=112g
答:需要補充CrO3 112g