金属电沉积理论主要是在电场作用下,金属从电解质中以晶体形式结晶出来的过程,又称电结晶。电镀就是电沉积过程,电提取、电解精炼、电铸均属金属电沉积过程。不同的是电镀要求沉积金属与基体结合牢固、结构致密、厚度均匀。
电镀液的组成
工业上采用的大多数电解液是电解质水溶液为镀液,也有用有机溶剂或熔盐为电解质进行电镀。周期表中大约有30多种金属可从水溶液中电沉积,而Li, Na, K, Be, Mg, Ca则不能从水溶液中电沉积,而必须采用非水溶液或熔盐。
一般电镀液组成如下:
1)主盐-即被沉积金属的盐;
2)被沉积金属的络合剂;
3)提高导电性的导电盐;
4)加入稳定剂以防盐的水解;
5)缓冲剂以稳定PH值;
6)改善镀层物性的组分;
7)帮助阳极溶解的组分,主要是破坏"钝化",促进阳极溶解,维持金属离子浓度相对稳定;
8)加入某些特殊添加剂,以达到某种目的:如光亮剂、整平剂、润滑剂、应力消除剂、硬化剂等。
影响镀层质量的主要因素有:
① 电流密度。在低电流密度时,镀层晶粒较大,反之则生成很多小晶粒,镀层细密,但电流密度过大会出现枝状晶体和气孔。
②络合作用。加入络合剂,增大过电位使镀层结晶致密,而且光滑美观。
③有机添加剂。由于有机活性物吸附作用(如硫脲,聚乙二醇)可使镀层晶格致密,色泽光亮;加入表面活性剂可以减少针孔和麻点,有的具有整平作用。
④PH值。PH值太大会引起沉淀,过小会使氢放出,引起氢脆,使镀层质量下降。
几种典型的电镀过程:
1、单金属电镀;
2、合金电镀;
3、复合电镀;
4、熔盐电镀