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东莞电镀原理

* 来源: * 作者: admin * 发表时间: 2020-11-18 15:59:26 * 浏览: 98
东莞电镀,就是在含有某种金属离子的电解质溶液中,将被镀工件作为阴极,通以—定波形的低压直流电,而使金属离子得到电子,不断在阴极沉积为金属的加工过程。平常所说的东莞电镀生产,实际包括的工艺要多得多,一般把化学镀、黑色及有色金属的化学成膜,甚至磷化等也算作东莞电镀。这里,仅指狭义的东莞电镀,即电解沉积而言。东莞电镀,与作为湿法冶金的电解相比,虽然原理相同,但东莞电镀的要求要高得多。东莞电镀层作为装饰、防锈或赋予制品某些特殊性能(如焊接性、导电性、反光性、磁性、耐磨件等),对于镀层的色泽、厚度、光亮性、硬度、耐磨性、延展性、内应力、抗拉强度、疲劳极限等等都有一定要求。

一般来说对镀层有以下一些基本的要求:
    
(1)与基体(被镀工件及中间镀层)的结合力要良好:
    
(2)镀层平滑、致密、外观良好;
    
(3)各部分铰层厚度均匀、深孔或凹部也有—定厚度;
    
(4)镀层有一定的机械强度:
    
(5)对于气候、环境及化学药品等有良好的耐腐蚀性。
    
要达到这些要求,完成一个制件的东莞电镀,必须经过相当多的工艺,诸如研磨、脱脂剂、除锈、水洗、活化、东莞电镀、干燥、镀后处理等。许多工艺流程还要交替进行,特别对于装饰防腐蚀镀层,往往还要采用多层东莞电镀。
    
东莞电镀是一种电解加工工艺,它遵守法拉第电解定律。当电流通过电解质溶液时,与电源正极相连的阳极发生氧化反应,与电源负极相连的阴极发生还原反应。作为主要反应的是阳极金属溶解和阴以上金属的还原。在稳态条件下,由外线路流向阴极的电子,将全部参加电极反应,对东莞电镀来说,直流电源供给的电量越大,相同的东莞电镀工艺下在阴极形成的镀层越厚。

根据法拉第电解第一定律:电流通过电解质溶液,在电极上析出(或溶解)的物质的量M与通过的电量Q成正比。
  
法拉第第一定律:M=kIt=kQ

M——在电极上起反应的物质的量,mol;

Q——通过的电量,C;

I——电流强度,A;

t——通电时间,s;

k——法拉第常数,通常也称之为电化当量,表示通过单位电量时电极上所析出(或溶解)的物质的量。
    
如果某物质的电化当量是已知的,则只要知道镀槽中通过的电流和时间,就可以用上面的公式计算出电极反应产物的质量。
    
电化当量值由法拉第第二定律决定。某物质的电化当量k与其化学当量Ec成正比,即:k=C1E c式中,Cl为比例常数。如果电化当量以g为单位,那么上式中的化学当量就是克当量。从大量实验数据可以知道,电极上每析出或溶解1克当量的任何物质所需的电量都是96500C。电量的单位除了“C”外,还有“F(法拉第)”和。A·k(安·时)”等。它们的换算关系是:96500C=1F=26.8(A·h)
    
因此也可以说.用同等的电量通过各种不同的电解质溶液时,在电极上析出(溶解)各物质的量与它们的克当量成正比。所谓克当量就是物质的原子量与它在电极反应时得失的电子数之比,井以“g”为单位。因此,电化当量可表示为:k=Ec/26.8

由此我们可得出:C1=1/26.8=1/F+
    
各种物质的原子量(或分子量)与化学当量之间的关系,可以由电极反应式得出,即每形成1个原子(或分子)的产物时参加电报反应的电子数,就是该物质的原子量(或分子量)与其克当量的比值。有时,同一种物质,仅仅由于电极反应不同。其克当量的大小也不同。比如:Cu2++2e=Cu,其中铜的克当量是其原子量的一半,即E=63.55/2=31.78。但在Cu+ e=Cu中,铜的克当量却与原子量相等,即E=63.55。
    
法拉第定律是从大量实践中总结出来的,它对于电学和电化学的发展都起了巨大的作用,是自然界最严格的定律之一。温度、压力、镀液的组成和浓度、电极和电解槽的材料和形状、溶剂的性质等,对这个定律都没有任何影响。电极上通过1法拉第电量,不但所获得的产物为1克当量,而且电极上所消耗的反应物也应当是l克当量。
    
按照法拉第定律,东莞电镀时,通过96500C或26.8A·h的电量,在阴极上应该获得1克当量的金属镀层,但实际上是由于电极反应存在着副反应,阴极得到的金属镀层往往少于1克当量。电流效率可以有效描述电流利用效率的问题。所谓电流效率η就是获得的镀层实际质量与其理论值之比,通常以“%”表示。各种东莞电镀过程的电流效率差别很大,在一般情况下,都小于100%,而且阴极和阳极的电流效率不一样。但有时电流效率也有可能大于100%,这是由于电极反应之外还存在其他反应引起的。电流效率在生产实践中有很重要的意义,提高电流效率可以节约电能,提高劳动生产率,在某些情况下,电流效率还会对镀层质量有影响。