电镀基本原理与概念
电镀的生产原理及应用技术

电镀的生产原理及应用技术电镀是利用电解作用将金属沉积在工件表面的一种表面处理技术。
其原理是利用电力将带正电荷的金属离子在电解质溶液中还原成金属沉积在工件表面。
电镀技术广泛应用于制造业,具有美观、防腐蚀、提高硬度等优点。
电镀的原理可简单概括为三个基本要素:工件、阳极和电解液。
工件是待镀件,通常是金属,而阳极则是用来提供金属离子的金属板。
电解液是含有金属离子的溶液。
在电极两极加上电压后,阳极上的金属板逐渐溶解产生金属离子,而工件上的金属离子则通过电解液中的电子还原成金属沉积在工件表面。
电镀的应用技术根据金属的不同有很多种类。
最常见的是镀金、镀银、镀铜等等。
这些金属镀层使普通金属具有金属镀层的特性,如耐腐蚀、耐磨擦、不易氧化等,同时也增加了产品的美观度。
电镀还可以通过调节电镀条件来改变金属镀层的性能,达到不同要求。
例如,增加电流密度可以获得较厚的金属镀层,提高镀层的硬度。
此外,电镀还可以通过改变电镀液的成分来获得不同的色彩效果,如红铜、黄铜等。
因此,电镀技术在制造业中有广泛的应用。
电镀在制造业中有着重要的地位。
除了美观外,电镀还可以增加产品的耐磨擦性、耐腐蚀性和导电性能。
例如,在汽车制造中,电镀可以保护零件不受氧化和腐蚀,同时还能提高导电性,提高电子设备的性能。
在电子工业中,电镀可以制造电路板,增加导电性。
在首饰制造中,电镀可以提供不同的金属色彩,增加首饰的美观度。
此外,电镀还广泛应用于制造硬币、钟表、眼镜等。
然而,电镀也存在一些问题和挑战。
首先,电镀过程需要大量的电能和水资源,因此对环境造成一定的影响。
其次,电镀过程中产生的废水和废液中含有复杂的化学物质,需要进行合理的处理和回收。
此外,电镀涂层也容易出现开裂、脱落等问题,影响使用寿命和性能。
为了解决上述问题,电镀技术在不断发展。
如今,已经出现了无铬电镀、无氰电镀等环保电镀技术。
无铬电镀是一种不使用有害的六价铬盐的电镀技术,有效地减少了对人体和环境的危害。
电镀基本知识教程

电镀基本知识介绍1.电镀基本原理电镀是一种电化学过程﹐也是一种氧化还原过程。
电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极﹐金属板作为阳极﹐接直流电源后﹐在零件上沉积出所需的镀层。
例如﹕镀镍时﹐阴极为待镀零件﹐阳极为纯镍板﹐在阴阳极分别发生如下反应﹕阴极(镀件)﹕Ni2++2e→Ni (主反应)2H++e→H2↑(副反应)阳极(镍板)﹕Ni ﹣2e→Ni2+ (主反应)4OH-﹣4e→2H2O+O2+4e (副反应)不是所有的金属离子都能从水溶液中沉积出来﹐如果阴极上氢离子还原为氢的副反应占主要地位﹐则金属离子难以在阴极上析出。
根据实验﹐金属离子自水溶液中电沉积的可能性﹐可从元素周期表中得到一定的规律﹐如表1.1所示阳极分为可溶性阳极和不溶性阳极﹐大多数阳极为与镀层相对应的可溶性阳极﹐如﹕镀锌为锌阳极﹐镀银为银阳极﹐镀锡-铅合金使用锡-铅合金阳极。
但是少数电镀由于阳极溶解困难﹐使用不溶性阳极﹐如酸性镀金使用的是多为铂或钛阳极。
镀液主盐离子靠添加配制好的标准含金溶液来补充。
镀铬阳极使用纯铅﹐铅-锡合金﹐铅-锑合金等不溶性阳极。
2.电镀基本工艺及各工序的作用2.1 基本工序(磨光→抛光)→上挂→脱脂除油→水洗→(电解抛光或化学抛光)→酸洗活化→(预镀)→电镀→水洗→(后处理)→水洗→干燥→下挂→检验包装2.2 各工序的作用2.2.1 前处理﹕施镀前的所有工序称为前处理﹐其目的是修整工件表面﹐除掉工件表面的油脂﹐锈皮﹐氧化膜等﹐为后续镀层的沉积提供所需的电镀表面。
前处理主要影响到外观,结合力﹐据统计﹐60%的电镀不良品是由前处理不良造成﹐所以前处理在电镀工艺中占有相当重要的地位。
在电镀技朮发达的国家﹐非常重视前处理工序﹐前处理工序占整个电镀工艺的一半或以上﹐因而能得到表面状况很好的镀层和极大地降低不良率。
喷砂﹕除去零件表面的锈蚀﹐焊渣﹐积碳﹐旧油漆层﹐和其它干燥的油污﹔除去铸件﹐锻件或热处理后零件表面的型砂和氧化皮﹔除去零件表面的毛刺和和方向性磨痕﹔降低零件表明的粗糙度﹐以提高油漆和其它涂层的附着力﹔使零件呈漫反射的消光状态磨光﹕除掉零件表明的毛刺﹐锈蚀﹐划痕﹐焊缝﹐焊瘤﹐砂眼﹐氧化皮等各种宏观缺陷﹐以提高零件的平整度和电镀质量。
电镀原理是什么

电镀原理是什么电镀原理是指利用电化学原理将金属离子沉积在导电基材表面形成金属膜的工艺过程。
电镀是一种常见的表面处理技术,通过电解槽中的阳极和阴极之间的电流传导,在阴极上沉积金属离子,从而实现对基材表面的镀层覆盖。
电镀原理的核心是电化学反应,下面将详细介绍电镀的原理及其相关知识。
首先,电镀原理的基础是电化学原理。
在电解槽中,阳极和阴极之间的电流传导导致金属离子在阴极上还原成金属原子,从而形成金属膜。
同时,阳极上的金属原子被氧化成金属离子,并溶解在电解液中。
这一过程是通过电化学反应实现的,包括氧化反应和还原反应。
在电解槽中,电解液中的金属离子通过电流传导在阴极上沉积成金属层,而阳极上的金属则被氧化成离子并溶解在电解液中,这一过程就是电镀原理的基本原理。
其次,电镀原理还涉及到电解液的选择。
电解液是电镀过程中至关重要的一环,它不仅可以提供金属离子,还能影响电镀层的质量和性能。
通常情况下,电解液是由金属盐和相应的酸碱盐组成的。
选择合适的电解液可以提高电镀层的均匀性、结晶度和附着力,从而得到高质量的电镀层。
同时,电解液的温度、浓度和PH值等参数也会对电镀过程产生影响,需要进行精确控制。
另外,电镀原理还与电镀设备和工艺参数有关。
电镀设备包括电解槽、电源、搅拌装置等,其设计和性能会直接影响到电镀层的质量和生产效率。
而工艺参数如电流密度、温度、时间等也会对电镀层的厚度、结构和性能产生影响。
因此,在实际的电镀生产中,需要根据不同的基材和要求,合理选择电解液和工艺参数,以确保获得理想的电镀效果。
总的来说,电镀原理是利用电化学原理实现金属离子沉积在基材表面形成金属膜的工艺过程。
通过电解槽中的阳极和阴极之间的电流传导,金属离子在阴极上还原成金属原子,形成金属膜。
电解液的选择、电镀设备和工艺参数的控制都是影响电镀效果的重要因素。
只有全面理解电镀原理,并合理控制各项参数,才能获得高质量的电镀层,满足不同工业领域的需求。
综上所述,电镀原理是一项复杂而又精密的工艺,它的实现需要深厚的电化学知识和丰富的生产经验。
电镀的工艺(3篇)

第1篇一、电镀工艺的基本原理电镀工艺的基本原理是利用电解质溶液中的金属离子在电极表面还原成金属,从而在工件表面形成一层金属薄膜。
电镀过程中,工件作为阳极,金属离子作为阴极,电解质溶液作为介质。
1. 电解质溶液:电解质溶液是电镀工艺的核心,它含有待镀金属的离子。
根据镀层材料的不同,电解质溶液的种类也有所区别。
2. 阳极:阳极是电镀过程中提供金属离子的电极,通常使用与镀层材料相同的金属或导电材料。
3. 阴极:阴极是电镀过程中沉积金属薄膜的电极,通常使用工件。
4. 外加电源:外加电源提供电镀过程中的电流,促使电解质溶液中的金属离子还原成金属。
二、电镀工艺流程1. 工件预处理:工件预处理是电镀工艺的第一步,主要包括表面清洗、去油、去锈、去氧化膜等,以确保工件表面干净、平整。
2. 电镀液配制:根据镀层材料的要求,配制相应的电解质溶液。
3. 电镀:将工件放入电解质溶液中,接通电源,使工件成为阴极,阳极接通电源。
在电解过程中,金属离子在工件表面还原成金属,形成镀层。
4. 镀层后处理:镀层后处理包括清洗、干燥、抛光等,以提高镀层的质量和外观。
5. 检验:对镀层进行质量检验,确保镀层厚度、均匀性、结合力等符合要求。
三、电镀工艺分类1. 按镀层材料分类:包括镀锌、镀镍、镀铜、镀银、镀金等。
2. 按镀层用途分类:包括装饰性电镀、功能性电镀、耐磨性电镀、耐腐蚀性电镀等。
3. 按电镀工艺分类:包括酸性电镀、碱性电镀、中性电镀、盐浴电镀等。
四、电镀工艺应用1. 金属制品:电镀工艺广泛应用于金属制品的表面处理,如汽车零部件、自行车、手表、首饰等。
2. 电子产品:电镀工艺在电子产品中的应用非常广泛,如手机、电脑、家电等。
3. 医疗器械:电镀工艺可以提高医疗器械的耐腐蚀性和耐磨性,如手术刀、牙科器械等。
4. 建筑材料:电镀工艺在建筑材料中的应用包括镀锌钢管、镀锌铁丝等。
5. 航空航天:电镀工艺在航空航天领域的应用包括飞机、火箭等零部件的表面处理。
电镀化学知识点

电镀化学知识点电镀化学是一种在金属表面涂覆薄层金属的方法,常用于改善材料的耐腐蚀性、导电性以及外观。
电镀化学涉及多个方面的知识,包括电化学、化学反应动力学和材料科学等。
本文将按照步骤思维的方式介绍电镀化学的相关知识点。
第一步:电镀基本原理电镀是利用电解质溶液中的金属离子在电流作用下,通过阴极还原成金属沉积在阴极表面的过程。
在电解池中,阳极溶解出金属离子,而阴极表面则被金属离子还原沉积下来。
电流的流动通过电解质溶液完成,从而实现金属的沉积。
第二步:电解质的选择在电镀过程中,电解质起着至关重要的作用。
常用的电解质包括金属盐和酸碱溶液。
金属盐通常包含金属阳离子和相应的阴离子,而酸碱溶液则通过调节pH值来影响金属离子的还原速率。
第三步:电镀工艺电镀工艺是一个复杂的过程,包括表面处理、预处理、电镀和后处理等多个步骤。
表面处理包括去除杂质、清洁和活化等,以保证金属沉积的良好附着力。
预处理则包括在基材上涂覆一层叫做“底层”的金属,以增强金属沉积的均匀性和粘附力。
电镀过程中,通过控制电流、电压和电解质的浓度来实现金属的沉积。
后处理包括清洗和干燥等,以使得电镀件具备所需的性能。
第四步:电镀效果的评估为了确保电镀质量符合要求,需要对电镀效果进行评估。
常见的评估方法包括外观检查、厚度测量、附着力测试、耐腐蚀性测试等。
这些评估方法可以帮助判断电镀层的质量和性能是否符合预期。
第五步:电镀应用电镀广泛应用于许多领域,包括汽车、电子、航空航天和装饰等。
在汽车行业,电镀用于改善汽车外观的光泽和耐腐蚀性。
在电子行业,电镀用于改善电子元件的导电性和耐久性。
在航空航天领域,电镀用于提高飞机零部件的耐腐蚀性和耐磨性。
在装饰方面,电镀用于制作珠宝和金属饰品。
总结:电镀化学是一门重要的技术,具有广泛的应用前景。
了解电镀化学的基本原理、电解质的选择、电镀工艺的步骤以及电镀效果的评估方法,对于掌握这门技术具有重要意义。
通过不断研究和发展,电镀化学将在各个领域发挥更大的作用,为人们创造更加美好的生活。
电镀基本原理

2.2镀层的化学性分类
如果按镀层金属的电极电位与基体金属 的电极电位来分,层是指在一定条件下,镀层金 属的电极电位负于基体金属的电极电位, 如铁上镀锌。这类镀层覆盖在金属零件表 面,既有隔离介质起机械保护作用(物理 保护),当镀层受到损坏时又能起电化学 保护作用,使基体不受腐蚀。
谢谢!
携手共进,齐创精品工程
Thank You
世界触手可及
比如,镀镍,把零件放入金属镍盐的溶 液中作为阴极,以金属镍板作为阳极。 在直流电的作用下,作为阴极的零件表 面就会镀上一层金属镍,而阳极镍板就 逐步溶解成镍离子补充到镀液中。在阴 极上(零件上)发生镍离子得到电子还 原出金属镍,同时还有氢气析出;在阳 极上(镍板上)金属失去电子变成镍离 子,补充到镀液中。
镀锡,主要用静簧、焊片的可焊性涂覆 。目前车间采用硫酸盐体系的镀液。其 主要成份为硫酸亚锡、硫酸、少量的硫 酸高铈以及添加剂。其中硫酸亚锡为该 镀液的主盐。加入的硫酸其主要作用是 :①增加溶液的导电性。②降低亚锡离 子的有效浓度,提高它的阴极极化作用 ,促使形成较细的镀层。③防止锡的水 解。在硫酸镀锡中,由于二价锡易氧化 成四价锡,所产生的水解使镀液混浊, 故足够量的硫酸可防止锡的水解。
阴极镀层,是指在一定条件下,镀层 金属的电极电位正于基体金属的电极电位 ,如铁上镀铜、镀镍等。这类镀层只有隔 离介质起机械保护作用,防护作用较差, 必须镀有一定的厚度,使镀层的孔隙率尽 量减少时才能有较好的防护作用。
镀镍,可分为单层镀镍和多层镀镍。多数用于 继电器的轭铁和衔铁类,它属于阴极涂覆,只 能起机械保护作用。我们选用硫酸镍为主盐的 镀液。主要成份有硫酸镍、氯化镍、硼酸和适 量的添加剂。在此溶液中,硫酸镍为主盐,起 着供给镀液中镍离子的作用,氯化镍是一种阳 极活化剂,它的作用是促进阳极的溶解,保证 镍离子的正常补充,并能提高溶液的导电性和 改善镀液的分散能力。硼酸在镀液中是一种缓 冲剂,起着稳定镀液的PH值的作用。
电镀的基本原理

电镀的基本原理电镀是指在金属表面电解沉积一层金属或非金属的薄膜,以改善金属表面性质或美观性。
其基本原理是利用电解质中的离子,通过电场的作用,将金属离子沉积在工件表面,形成均匀、致密的金属膜。
下面就来详细介绍一下电镀的基本原理。
1. 电解质电解质是电镀过程中的重要组成部分,它既可以提供金属的离子,也可以在电解过程中起到保护和调节电解质pH值的作用。
电解质的种类和组成因不同的金属和不同的电镀工艺而异,一般包括金属盐、酸和碱等。
2. 电源电源是电镀过程中的另一个重要组成部分,它提供电能使电镀过程得以进行。
电源的种类包括直流电源和交流电源,其中直流电源是电镀的主要电源。
在电镀过程中,电源的电压和电流密度是影响电镀质量的重要因素。
3. 电极电极是电镀过程中的一个关键部分,它是连接电源和工件的桥梁。
电极分为阴极和阳极两种,阴极是工件,阳极是电解质中提供金属离子的金属条。
在电极反应中,阴极上的金属离子被还原,生成金属膜,阳极上的金属被氧化,形成离子进入电解质中。
4. 电镀过程电镀过程是通过电解质中的离子,通过电场的作用,将金属离子沉积在工件表面的过程。
在电镀过程中,阴极上的金属离子被还原为金属膜,而阳极上的金属被氧化成离子进入电解质中。
因此,电镀过程中,阴极的电流密度要比阳极小得多,以保证金属离子能够沉积在工件表面。
5. 电镀质量电镀质量是评价电镀产品好坏的重要指标。
电镀质量受到多种因素的影响,如电解质的种类和浓度、电源的电压和电流密度、电镀时间、温度和搅拌等。
在电镀过程中,要保证各种因素的协调和平衡,以获得良好的电镀质量。
电镀是一种重要的表面处理方法,其基本原理是利用电解质中的离子,在电场的作用下,将金属离子沉积在工件表面,形成均匀、致密的金属膜。
电解质、电源、电极和电镀过程是电镀过程中的基本组成部分,它们的协调和平衡是保证电镀质量的关键。
电镀的基本原理和应用

电镀的基本原理和应用1. 电镀的概念和定义电镀是一种利用电解原理,在金属表面沉积一层金属或合金的工艺方法。
在电解槽中,通过电解质溶液中的金属离子的电化学反应,使得金属离子在阳极上溶解,然后通过电流的作用,在阴极上重新以固态的形式沉积。
这样就能在阴极上形成一个金属薄膜或者金属合金层。
2. 电镀的基本原理电镀的基本原理是将金属离子还原成金属,并在阴极表面形成金属膜。
通常包括以下几个步骤: - 金属离子的溶解:通过电解槽中的电解质溶液,金属离子从阳极中溶解出来。
- 金属离子的迁移:金属离子在电解质溶液中通过电流的作用,向阴极迁移。
- 金属离子的还原:金属离子在阴极上得到电子的供给,还原成固态的金属。
- 金属膜的形成:在阴极表面,金属离子还原成金属,并在表面沉积形成金属膜。
3. 电镀的应用电镀技术广泛应用于以下领域: ### 3.1. 金属保护电镀可以在金属表面形成一层保护层,防止金属与外界环境接触,避免氧化和腐蚀。
常见的金属保护电镀包括镀铬、镀锌等,用于汽车、家用电器、建筑材料等行业。
3.2. 装饰和美化通过电镀可以在产品表面形成亮丽的金属镀层,提高产品的外观质量和附加值。
常见的装饰性电镀包括镀金、镀银等,用于包装、首饰、摆件等行业。
3.3. 导电和导热某些金属镀层可以提供导电和导热性能,用于电子、通讯设备等领域。
例如,镀铜、镀银等电镀膜可用于电路板上的导电网络。
3.4. 固定和连接电镀可以改变金属表面的摩擦系数和表面特性,用于固定和连接部件。
例如,镀锌钢丝用于制作铁丝网和固定器具。
3.5. 功能性涂层通过电镀可以在金属表面形成具有特殊功能的涂层,如防腐层、防划伤层等。
例如,镀镍和镀铬可以提供耐腐蚀性和耐划伤性。
4. 电镀的优缺点4.1. 优点•提供良好的表面质量和外观效果;•提高金属材料的耐腐蚀性和耐磨性;•提供金属材料的导电性和导热性能;•可以修复和修复金属表面的缺陷。
4.2. 缺点•需要较长的处理时间;•需要消耗大量的能源;•对环境有一定的污染。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电镀基本原理与概念 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】第二章电镀基本原理与概念电镀之定义电镀之目的各种镀金的方法电镀的基本知识电镀基础有关之计算及化学冶金电镀之定义电镀(electroplating)被定义为一种电沈积过程(electrodepos- ition process),是利用电极(electrode)通过电流,使金属附着於物体表面上,其目的是在改变物体表面之特性或尺寸。
电镀之目的电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸。
例如赋予金属光泽美观、物品的防锈、防止磨耗、提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性、热处理之防止渗碳、氮化、尺寸错误或磨耗之另件之修补。
各种镀金的方法电镀法(electroplating)无电镀法(electroless plating)热浸法(hot dip plating)熔射喷镀法(spray plating)塑胶电镀(plastic plating)浸渍电镀(immersion plating)渗透镀金真空蒸着镀金(vacuum plating)合金电镀 (alloy plating)复合电镀 (composite plating局部电镀 (selective plating)穿孔电镀 (through-hole plating)笔电镀(pen plating)电铸 (electroforming)电镀的基本知识电镀大部份在液体 (solution) 下进行,又绝大部份是由水溶液(aqueous solution)中电镀,约有 30 种的金属可由水溶液进行电镀, 由水溶液电镀的金属有:铜Cu、镍Ni、铬Cr、锌Zn、镉Cd 、铅Pb、金Au、银Ag、铂Pt、钴Co、锰Mn、锑Sb、铋Bi、汞Hg、镓Ga、铟In、铊、As、Se、Te、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W 等。
有些必须由非水溶液电镀如锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、铝、La、Ti、Zr、Ge、Mo等。
可油水溶液及非水溶液电镀者有铜、银、锌、镉、锑、铋、锰、钴、镍等金属。
电镀的基本知识包括下列几项:溶液性质物质反应电化学化学式界面物理化学溶液(solution)被溶解之物质称之为溶质(solute),使溶质溶解之液体称之溶剂(solute)。
溶剂为水之溶液称之水溶液(aqueous solution)。
表示溶质溶解於溶液中之量为浓度(concentration)。
在一定量溶剂中,溶质能溶解之最大量值称之溶解度(solubility)。
达到溶解度值之溶液称之为饱和溶液(saturated solution),反之为非饱和溶液(unsaturated solution)。
溶液之浓度,在工厂及作业现场,使用易了解及便利的重量百分率浓度(weight percentage)。
另外常用的莫耳浓度(molal concentration)。
物质反应(reaction of matter)在电镀处理过程中,有物理变化及化学变化,例如研磨、乾燥等为物理反应,电解过程有化学反应,我们必须充份了解在处里过程中各种物理及化学反应及其相互间关系与影响。
电镀常用之化(chemical formular)见附录一。
电化学(electrochemistry)电镀是一种电沉积( electrodeposition )过程,利用电解体electrolysis)在电极(electrode)沉积金属,它是属於电化学之应用的一支。
电化学是研究有关电能与化学能交互变化作用及转换过程。
电解质(electrolyte)例子NaCl,也就是其溶液具有电解性质之溶液(electrolytic solution)它含有部份之离子(ions),经由此等离子之移动(movement)而能导电。
带阴电荷朝向阳极(anode)移动称之为阴离子(anion),带正电荷朝向阴极(cathode)移动(migrate)者称之为阴离子cations)。
这些带电荷之粒子(particles)称之为离子(ions)。
放出电子产生氧化反应之电极称之为阳极(anode),得到电子产生还元化应之电极称之为阴极(cathode)。
整个反应过程称之为电解(electrolysis)。
potentials)电位(electrode potential)为在电解池(electrolytic)中之导电体,电流经由它流入或流出。
电极电位(electrode potential)是电极与电解液之间的电动势差, 单独电极电位不能测定需参考一些标准电极(standardelectrode)。
例如氢标准电极(hydrogen standard electrode)以其为基准电位为0电极电位之大小可由Nernst equation表示之:potential)标准电极电位(standard electrode potential) 是指金属电极之活度为1(纯金属)及在金属离子活度为1时之电极电位。
氢之标准电位在任何温度下都定为0,做为其他电极之参考电极(REFERENCEELECTRODE),以氢标准电极为基准0,各种金属之标准电位见表排列在前头之金属如Li较易失去电子,易被氧化,易溶解,易腐蚀,称之为溅金属或金属(basic metal)。
相反如Au金属不易失去电子.不易氧化.不易溶解.容易被还元称之为贵金属(noble metal)。
金属含有该金属离子之溶液相接触,则在金属与溶液界面,会产生电荷移动现象,此等电荷之移动,仍是由於金属与溶液的界面有电位势之差别称之为电位差所引起,此现象Nernst解说如下:设驱使金属失去电子变为阳离子溶入溶液中之电离溶解液解压(electrolatic solution pressure)为p而使溶液中的阳离子得到电子还元成金属渗透压(osmotic pressure)为p,则有三种情况发生:(1) P>P时,金属被氧化,失去电子,溶解成金属离子於溶液中,因此金属电极本体接收电子而带负电。
(2) P<P时,金属阳离子得到电子被还元沉积於金属电极表面上,金属电极本身供给电子,因此金属电极带正电(3) P=P时,没有产生任何变化设金属与溶液的界面所形成的电极电位为E,当1 mole金属溶入於溶液中,则界面所通过的电量为nF , n为金属阳离子之价数,即电子之转移数,F为法拉第常数,此时所作功等於nFE,也等於下式:所以纯金属的电极电位用上列式子表示:非纯金属电位则为:电极反应是由氧化反应及还原反应所组成.例如Cu Cu+++2e-还原状态氧化状态可用下列二式表示之 :(1)电解电位分类为三种:M/M+n即金属含有该金属离子的相接触有二种形式:金属与溶液间之水大於金属阳离子M+n与电子的结合力,则金属会溶解失去电子形式金属阳离子与水结合成为M+n xH2O,此时金属电极获得额外电子,故带负电这类金属电极称之阴电性,如.及Fe等浸入酸.+n+ ne-金属与溶液的水亲合力小.盐类水溶液时产生此种电极电位Mt M(aq)於金属离子M+n与电子结合力时,金属离子会游向金属电极得到电子而沉积在金属电极上,於是金属电极带正电,溶液带负电o(2)金属M与难溶性的盐MX相接触,同时MX又与阴离子之KX 相接触,即(Mx MX,KX) 如化汞电极(Hg2Cl2) o(3)不溶性金属,如Pt,与含有氧化或还元系离子的溶液相接触,例如Pt x Fe++ .FE++或Pt x Cr+2,Cr+3等o界面电性二重层在金属与溶液的界面处带电粒子与表面电荷形成的吸附层,偶极子的排列层以及扩散层等三层所组合的区域称之为界面电性二重层。
potential)又称之为扩散电位差(diffusion potential),系由阴离子与阳离子之移动度不同而形成之电位差,通常溶液之浓度差愈大,阴阳离子移动度差愈大,则液间电位差愈大。
8 过电压(over-voltage)当电流通过时,由於电极的溶解、离子化、放电、及扩散等过程中有一些阻碍,必须加额外的电压来克服,这些阻碍使电流通过,这种额外电压消除阻碍者称之为过电压。
此种现象称之为极化(polarization)。
此时阴极、阳极实际电位与平衡电位之差即为阴极过电压、阳极过电压。
过电压可分下列四种:1.活化能过电压(activiation overvoltage)任何反应,不论吸热或放热反应皆有最低能障需克服,此能障称为活化能,在电解反应需要额外电压来克服活化能阻碍,此额外电压之活化能过电压,可用Tafel公式表示:2.浓度过电压(concentration overvoltage)当电流变大,电极表面附近反应物质的补充速度及反应生成物逸散之速度不够快,必须加上额外之电压,以消除此阻碍,此额外电压称浓度过电压。
在电镀时可增加温度即增加扩散速率,增加浓度,搅拌或阴极移动可减少浓度过电压,电流密度因而提高,电镀的速率也可增加。
3.溶液电阻过电压(solution resistance overvoltage)溶液的电阻产生IR电压降,所以需要额外的电压IR来克服此电阻使电流通过,此额外电压IR称之溶液电阻过电压。
在电镀时可增加溶液导电度,提高温度以减少此电阻过电压,有时此IR形成热量太多会使镀液温度一直上升,造成镀液蒸发损失需冷却或补充液。
4.电极钝态膜过电压(passivity overvoltage)电解过程,在电极表面会形成一层钝态膜,如A1的氧化物膜,错离子形成之阻力膜,此等膜具有电阻需要额外电压加以克服,此种额外电压称之为钝态膜过电压。
potential)电压愈大,电流愈大,反应速率也愈大,其电压与电流的关系如图所示。
E点之电压称之分解电压,亦称之实际分解电压(practical decomposition potential),然而要产生电流I所需之电压为:界面物理化学表面处理过程中,金属会与水或液体接触,例如水洗、酸浸、电镀、涂装、珐琅等。
要使金属与液体作用,需金属表面完全浸湿接触,若不能完全接触,则表面处理将不完全,无法达到表面处理的目的。
所以金属与液体接触以介面物理化学性质对表面处理有十分重要的意义。
液体表面的分子在表面上方没有引力,处於不安定状态称之自由表面,故具有力,此力称之为表面张力。
液体之表面张力大小因液体的种类和温度而异,温度愈高表面张力愈小,到沸点时因表面分子气化自由表面消失,故张力变为零。
液体和固体与别的液体交接的面也有如表面张力之作用力,称之界面张力。
溶液中加入某种物质,能使其表回张力立即减小,具有此种性质的物质称之为界面活性剂。
表面处理过程如洗净、脱脂、酸洗等界面活性剂被广泛应用对表面处理之光泽化、平滑化,均一化都有相当帮助。