电镀锌及电流效率测定
电镀锌化学实验报告
实验名称：电镀锌化学实验实验日期：2023年4月10日实验地点：化学实验室实验人员：张三、李四一、实验目的1. 了解电镀锌的基本原理和工艺流程。
2. 掌握电镀锌的操作步骤和方法。
3. 学习电镀锌过程中可能出现的故障及解决方法。
4. 通过实验，验证电镀锌的效果。
二、实验原理电镀锌是一种利用电解质溶液在电极间施加电流，使金属离子在阴极上还原沉积形成金属镀层的工艺。
在电镀锌过程中，锌离子在阴极上得到电子还原为锌原子，沉积在工件表面，形成锌镀层。
三、实验器材1. 电镀槽：1个2. 阴极棒：1根3. 阳极棒：1根4. 电源：1台5. 滤纸：1包6. 锌盐：适量7. 氯化钠：适量8. 氢氧化钠：适量9. 酒精：适量10. 秒表：1个1. 准备电镀液：按照配方，将适量的锌盐、氯化钠和氢氧化钠溶解于去离子水中，搅拌均匀。
2. 将阴极棒和阳极棒分别放入电镀槽中，保持一定距离。
3. 将工件放入电镀槽中，确保工件与阴极棒接触良好。
4. 开启电源，调节电流至1A。
5. 记录电镀时间，每隔5分钟取下工件观察镀层情况。
6. 电镀完成后，关闭电源，取出工件，用滤纸擦去表面的附着物。
7. 对比实验前后工件的外观和性能。
五、实验现象1. 电镀过程中，工件表面逐渐形成均匀的锌镀层。
2. 阳极棒表面有锌沉积，形成锌镀层。
3. 电镀液颜色逐渐变深。
六、实验结果与分析1. 实验结果表明，电镀锌过程顺利，工件表面形成了均匀、致密的锌镀层。
2. 镀层厚度与电镀时间成正比，电镀时间越长，镀层越厚。
3. 镀层表面光亮，无气泡、无裂纹、无脱落现象。
七、讨论与改进1. 实验过程中，电流过大可能导致镀层过厚，电流过小则镀层过薄。
在实际生产中，应根据工件尺寸和镀层要求调整电流。
2. 电镀液成分和浓度对镀层质量有很大影响。
在实验过程中，应严格控制电镀液成分和浓度，以确保镀层质量。
3. 为了提高镀层附着力，可对工件进行预处理，如喷砂、酸洗等。
4. 电镀过程中，应避免工件与电极直接接触，以免损坏电极。
根据电镀层的厚度来计算电镀所需花费的时间
根据电镀层的厚度来计算电镀所需花费的时间
根据所确定电镀层厚度来计算电镀所需时间的公式：由电镀层厚度x电流密度=电流效率因式中电镀层厚度的单位习惯上用微米来表示，所以为了计算上的方便，将上式简化为电镀时间。
根据上式我们可以简单地计算电镀时间了。
例如，欲镀5pm厚的锌镀层，只要我们确定采用多大电流密度和知道电流效率为多少，就可根据上述公式计算出需要多少时间。
现假定电流密度为1A/dm2，电流效率为98%，则电镀时间就长一点。
这里有一个重要概念需要澄清：我们所讲的镀层厚度是指平均镀层厚度，而不是指镀件上任意一点的实际镀层厚度。
要知道，镀件上各点的镀层厚度是不一样的，有时相差数倍。
这与镀件的形状、镀液的类型有密切关系。
将在后面的章节中作详细讨论。
镀锌钢管设备与工装俗话说，工欲善其事，必先利其器。
电镀生产中电镀设备与工装、挂具对电镀工艺的实施至关重要。
它是电镀得以实施的物质基础。
化学处理溶液需要有特种槽子存放。
大家可以在学习下.此篇文章，对了解镀锌钢管有帮助。
电镀时使用的是直流电，则需要经过整流器将交流电转换过来。
工件从一个工序转入下一个工序需要安传送装置，镀好的工件需要甩干和烘烤，老化等，均离不开各种相应设备。
下面按照电镀锌钢管工艺流程的顺序分别将这些设备进行介绍。
从以上的提及的描述内容可以发现电镀锌钢管的工艺水平好坏
是觉得镀锌钢管价格重要的一个参考。
我们要不断总结电镀加工过程中对成本等因素的研究.。
电镀锌_镍合金工艺探讨(1)
2000 年 5 月 电 镀 与 精 饰 第 22 卷第 3 期( 总 132 期) · 15 ·
第一汽车集团公司大众公司参照德国大众公司 的技术标准, 对轿车部分耐蚀零件提出了电镀锌-镍 合金的要求, 同时按照德国及大众公司的技术标准, 对锌-镍合金电镀液提出了应为弱酸性溶液及锌-镍 合金镀层含镍量在 10% ～15% 等系列技术要求。但 国内目前无符合其技术标准要求的成熟工艺, 因此 我们对锌-镍合金工艺又进行了选择和研究。
电镀锌-镍合金溶液的 pH 值控制比镀镍液更 为重要。硼酸作为缓冲剂, 主要在阴极表面附近起缓 冲作用, 保证合金镀层的成分均匀和稳定。 2. 2. 4 络合剂
络合剂与锌离子或镍离子形成络离子, 提高阴 极极化, 使镀层结晶细致、平整光滑。 2. 2. 5 添加剂
起光亮作用, 并能提高镀液的分散能力, 同时使 电流密度对镀层镍含量的影响变小。 2. 2. 6 十二烷基硫酸钠
J K = 3 A / dm2; pH= 4. 8; = 34℃ 图 1 ( cZn2+ / cNi2+ ) 对镀层中镍含量 的影响
· 16 · M ay 2000 Plat ing and Finishing V ol. 22 N o . 3
3. 2 阴极电流密度对镀层中镍含量的影响 试验结果见图 2。 从图 2 可见, 电流密度在 0～15 A / dm 2 范围内
电解电镀的电流效率指标
电解铜
酸性镀铜
碱性镀铜
电镀镍
电Hale Waihona Puke 鉻电镀锌酸性镀锌碱性镀锌
0.3
4.3
4.1
0.5
2.0
5.0
3.0
6.8
5.5
5.0
3.2
3.1
3.3
5.6
4.8
5.0
2.3
3.0
4.0
5.0
7.0
3.0
5.0
98
75
80
85
99
98
65
95
14
95
75
表A2电解电镀的平均电压指标
产品及生产工艺
平均槽电压，V
电解铜
电解鋁
自焙阳极槽
预焙阳极槽
电解铅
电解镍
电解鈷
微型塑料隔膜槽
帆布隔膜槽
电解镁
有隔槽
无隔槽
电解锰
电解锌
电解氯化鈉
离子交换膜槽
金属阳极槽
电解法生产双氧水
素烧瓷隔膜葙式槽
离子隔膜葙式槽
素烧瓷隔膜管式槽
电解水
表A1电解电镀的电流效率指标
产品及生产工艺
电流效率，％
电解铜
电解铝
电解镍
电解鈷
电解铅
电解镁
有隔槽
无隔槽
电解锰
电解锌
电解氯化鈉
电解水
电解法生产双氧水
素烧瓷隔膜葙式槽
离子隔膜葙式槽
素烧瓷隔膜管式槽
电镀铜
酸性镀铜
焦磷酸盐镀铜
氰化镀铜
电镀镍
电镀鉻
电镀锌
酸性镀锌
碱性镀锌
97
88
97
电镀电流效率计算公式(一)
电镀电流效率计算公式(一)电镀电流效率计算公式下面列举了一些与电镀电流效率计算相关的公式，并且提供了例子来解释说明。
1. 电流效率（Current Efficiency, CE）计算公式电流效率衡量了电镀过程中得到的期望产品与实际电镀的金属的比例。
公式如下：CE = (W_exp / W_act) * 100%其中， CE - 电流效率； W_exp - 期望电镀的金属的质量（单位：克，g）； W_act - 实际电镀的金属的质量（单位：克，g）。
示例假设期望电镀的金属质量为150克，实际电镀的金属质量为135克，则电流效率的计算如下：CE = (150 / 135) * 100% = %因此，电流效率为%。
2. 分析电流效率（Analyzed Current Efficiency, ACE）计算公式分析电流效率用于评估电镀过程中各组分之间的分离程度。
公式如下：ACE = (W_exp_component / W_exp) * CE其中， ACE - 分析电流效率； W_exp_component - 期望电镀组分的质量（单位：克，g）； W_exp - 期望电镀的金属的质量（单位：克，g）； CE - 电流效率。
示例假设期望电镀的金属质量为150克，其中组分A的质量为50克，实际电镀的金属质量为135克，电流效率为%，则分析电流效率的计算如下：ACE = (50 / 150) * % = %因此，分析电流效率为%。
3. 净电流效率（Net Current Efficiency, NCE）计算公式净电流效率是考虑了副反应对电流效率的影响后的结果，用于评估电镀过程中纯度的提高程度。
公式如下：NCE = (W_exp_pure / W_act) * 100%其中， NCE - 净电流效率； W_exp_pure - 期望电镀纯金属的质量（单位：克，g）； W_act - 实际电镀的金属的质量（单位：克，g）。
电镀常用的计算方法
电镀常用的计算方法在电镀过程中，涉及到很多参数的计算如电镀的厚度、电镀时间、电流密度、电流效率的计算。
当然电镀面积计算也是非常重要的，为了能确保印制电路板表面与孔内镀层的均匀性和一致性，必须比较精确的计算所有的被镀面积。
目前所采用的面积积分仪(对底片的板面积进行计算)和计算机计算软件的开发，使印制电路板表面与孔内面积更加精确。
但有时还必须采用手工计算方法，下例公式就用得上。
1.镀层厚度的计算公式：(厚度代号：d、单位：微米)d=(C×Dk×t×ηk)/60r2.电镀时间计算公式：（时间代号：t、单位：分钟）t=(60×r×d)/(C×Dk×ηk)3.阴极电流密度计算公式：（代号：、单位：安/分米2）ηk=(60×r×d)/(C×t×Dk)4.阴极电流以效率计算公式：Dk=(60×r×d)/(C×t×Dk)第三章沉铜质量控制方法化学镀铜(Electroless Plating Copper)俗称沉铜。
印制电路板孔金属化技术是印制电路板制造技术的关键之一。
严格控制孔金属化质量是确保最终产品质量的前提，而控制沉铜层的质量却是关键。
日常用的试验控制方法如下：1．化学沉铜速率的测定：使用化学沉铜镀液，对沉铜速率有一定的技术要求。
速率太慢就有可能引起孔壁产生空洞或针孔；而沉铜速率太快，将产生镀层粗糙。
为此，科学的测定沉铜速率是控制沉铜质量的手段之一。
以先灵提供的化学镀薄铜为例，简介沉铜速率测定方法：(1)材料：采用蚀铜后的环氧基材，尺寸为100×100(mm)。
(2)测定步骤：A. 将试样在120-140℃烘1小时，然后使用分析天平称重W1(g)；B. 在350-370克／升铬酐和208-228毫升／升硫酸混合液（温度65℃）中腐蚀10分钟，清水洗净；C．在除铬的废液中处理(温度30-40℃)3-5分钟，洗干净；D. 按工艺条件规定进行预浸、活化、还原液中处理；E. 在沉铜液中(温度25℃)沉铜半小时，清洗干净；F. 试件在120-140℃烘1小时至恒重，称重W2(g)。
电镀锌的检验
喷雾口向四周喷洒 盐
雾,使盐雾均匀沉降 在产品表面
试验 产品
b). 盐水浸泡试验 • 用分析纯和纯净水配成5%的盐水溶液放入容器中，
将目视检查时认为镀层效果相对较差的产品放入盐 水溶液中，浸泡24h。
1.无明显白色腐蚀物生成； 判定标准 2.无红色锈蚀现象出现;
3.镀层无膨胀、脱皮等现象；
测量方法及注意点：
（1） 测量前，应该除掉镀层表面上的油污及其它外在 杂质，并且不应有可见的缺陷，如焊接熔剂、酸 斑、 渣滓或氧化物处进行测量。
（2） 测量时，尽量避免在弯曲处、靠近边缘和内角处 测量，如要求在这样位置测量时，应该进行特别 校准，并存入校准系数。
（3） 测量时各测量点应保证在3X3mm测量范围以 上，探头要垂直放在试样表面上，并与工件保持 接触状态，直至屏幕显示出测量数据。
Any questions? Thank you!Fra bibliotek蓝白钝:
• 由于钝化液中的氟化物随时间加长而逐渐下降,因 此零件表面蓝色就会逐渐变浅,同一个班生产的工 件色泽保持不好。所以做外观检查时要注意不同批 次产品作颜色比较。
银白钝:
• 不随时间变化而变化,色泽保持一致性好。
三. 整个电镀锌工艺流程：
•1
2
3
4
5
• 除油 → 清洗（2次） → 除锈 → 清洗（2次） → 镀锌 →
匀喷洒沉降在试件表面。
试验时间 :
根据不同产品的镀层厚度, 及使用条件特征制定相应的试
判
1.无明显白色腐 蚀物生成；
验时间.一般电镀锌5um以上产 品试验时间为24h~72h;热镀锌 及户外用的产品需240h以上为 一个试验周期.
定 2.无红色锈蚀现 标 象出现;
金属电镀的电流效率理论技术
极电流效率是必须考虑的一个重要的经济问题。当电位 加到处在电解质中的金属电极上时，指示电极反应速率 的电流未必立刻产生.只有当电位升到某一关键电位—放 电电位时，电流才开始
.3.1节所论述的甩位改变，把主要影响表示，图中比较了 用于镀铜的硫酸盐溶液、焦碑酸盐落液和氛化物溶液.高 度极化或超电位大的一个重要结果是从络合物溶浪中产 生的电镀比较平
整，更适合于光亮工艺，并提供良好的金属分布特征和 分散能力。“佛山太洋电镀防腐原料有限公司”为您提 供专业的技术资讯、行业新闻、热点新闻，希望对您有 帮助。佛山太洋电镀防腐
化大小用浓差超电位n。表示。极化作用的类型可以通过 极化曲线形状辨别极化曲线实际上是叠加的。例如，如 果在溶液中存在两种金属离子，如Cu'+和Zns*，把两个单 个离子的极
化曲线盛加。就成该溶浓的极化曲线，实验证明，塌在 锌之前沉积，而只有当铜离子耗尽或电极电位升到足够 高时，锌才被电沉积.活化超电位一般遵循塔菲尔(Tafel)定 律:;11
原料有限公司专业生产防锈油、防锈剂、防锈水、防锈 液、封闭剂、银保护剂、铜抛光铜保护剂、脱水剂、不 锈钢防锈钝化剂、抗盐雾添加剂、耐盐雾防锈产品、水 性防锈产品、等等。该企
业可根据客户不同需求,研制相对应的产品。
dejhtsh (小型实验室铝合金）氧化设备
11=a一blogia和b的值是每个电极过程特有的，通常情况 下b=0.12V ,交换电流密度z0*在可逆电位时所通过的电流， 对于各种金属;o从1。一A/cm，到1。一
”A/cm，各不相等。从简单离子溶液中进行阴极沉积， 几乎没有活性极化作用，因此B/1袖线很平坦。从络合离 子磨液中沉积，极化作用明显得多，E/1曲线陡峭得多。 如果结合1
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电镀锌及阴极电流效率测定
一、实验目的：
掌握金属锌的电镀工艺及电流效率测定
二、实验原理：
电镀时通入电流，是要在作为阴极的工件上电沉积所需要的镀层组分，即希望主盐金属离子放电还原为金属原子，最终形成符合要求的电镀层。
故一般仅将主盐金属离子的还原反应视为主反应。
如镀锌是Zn2+ + 2e− → Zn。
对带n 个正电荷的金属离子Men+而言，一般还原反应的通式为：Men+ + ne− → Me。
事实上，金属离子并非均以简单离子的形式存在，因而实际反应要复杂些，如络离子的破络、多价金属离子的分步还原等。
因此电镀过程中有许多副反应（氢气的析出、水的电解、络合剂的电解等），而主反应是我们希望在阴极上发生的还原反应。
电沉积时，人们希望直流电源所提供至阴极的电子全部用来还原沉积镀层所需的金属组分，即全部用于主反应上。
但实际上，副反应的发生也会消耗电子，即电流的利用率往往达不到百分之百，这就存在一个电流利用效率的问题。
电流效率定义为：通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比；
不同价态的金属离子还原为金属原子理论上所需的电量或通过一定电量(常用安培·小时即A·h 表示)时理论上应沉积的单金属质量，被称为“电化学当量”（g/Ah），如：锌的电化学当量为1.22 g/Ah。
实际沉积的金属质量可用“增重法”称量得知：增重= 镀后试样质量− 镀前试样质量。
因此可以容易求出电镀过程中阴极电流效率。
三、实验工艺条件:
电镀锌目的是为了防止钢铁类物体被腐蚀，提高钢铁的耐蚀性及使用寿命，同时也使产品增加装饰性的外观，钢铁随着时间的增长会被风化，水或泥土腐蚀。
国内每年被腐蚀的钢铁差不多占整个钢铁量的十分之一，所以，为了保护钢铁或其零件的使用寿命，一般都采用电镀锌来将钢铁加工处理。
镀锌有酸性镀锌和碱性镀锌，本实验主要介绍氯化钾型酸性镀锌。
氯化钾镀液的特点：①是不含络合剂的单盐镀液，废水极易处理；②镀层的光亮性和整平性优于其他镀液体系；③电流效率高，沉积快；④氢过电位低的钢材如高碳钢、铸件、锻件等容易施镀。
四、实验设备：
电镀前处理槽（碱洗槽、酸洗槽等）、整流器、电镀阳极、烘箱、空气净化装置、废水回收装置等。
五、实验内容及步骤：
(1) 先将计算量的氯化钾、硼酸分别用热水溶解后加人槽内；
(2) 将计算量的氯化锌用少量水溶解后加入槽内；
(3) 搅拌静置2h～3h；
(4) 加入添加剂，然后加水至总体积，搅拌均匀，测定pH值并调整到工艺规范内。
(5) 对施镀基底进行碱洗、酸洗等前处理完毕后，称重并测量初始厚度。
(6) 不同电流密度（0.5，1，1.5，2 A/dm2）条件下电镀锌。
(7) 镀锌结束后，对样品烘干，称重，并测试厚度。
(8) 总结电镀密度在电镀锌过程中对镀层镀速和厚度的影响，并计算出镀锌
电流效率。
六、实验报告要求
1）写出实验目的、内容及步骤，设计表格记录实验过程中的数据。
2）要求测量镀层的厚度，并记录数据。
3）绘制不同电镀时间下，镀层厚度和镀速的变化图。
4）计算出镀锌的电流效率。
思考题：
1、电镀的过程中电流效率为什么不能达到100%？
2、电镀锌为什么需要钝化？。