离子电镀
离子电镀工艺流程与缺点
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hjt铜电镀原理
hjt铜电镀原理HJT铜电镀原理引言在现代工业生产中，电镀技术被广泛应用于金属表面的保护和装饰。
其中，HJT铜电镀作为一种常用的电镀技术，具有较高的电镀效率和镀层质量。
本文将详细介绍HJT铜电镀的原理及其应用。
一、HJT铜电镀的原理HJT铜电镀是一种以铜离子作为电镀阳离子的电镀方法。
它的原理是通过电解质溶液中的电流，将阳极上的铜金属溶解成铜离子，然后在阴极表面还原成金属铜沉积。
具体步骤如下：1. 阳极反应：在电解质溶液中，阳极上的铜金属发生氧化反应，生成铜离子。
这个过程可以用以下反应式表示：Cu -> Cu2+ + 2e-2. 阴极反应：在阴极表面，还原反应发生，将铜离子还原成金属铜。
还原反应式如下：Cu2+ + 2e- -> Cu3. 电解质溶液：HJT铜电镀常使用含有硫酸铜的电解质溶液。
硫酸铜溶解度较高，可提供足够的铜离子进行电镀。
二、HJT铜电镀的优点HJT铜电镀具有以下几个优点，使其在工业生产中得到广泛应用：1. 高电镀效率：HJT铜电镀具有较高的电镀效率，能够快速形成致密的铜镀层。
这是因为HJT铜电镀使用的电解质溶液中铜离子浓度较高，电镀速度较快。
2. 镀层质量好：HJT铜电镀的镀层质量好，具有良好的附着力和耐腐蚀性。
这是因为HJT铜电镀过程中，铜离子在阴极表面还原成金属铜，形成致密的镀层。
3. 镀层均匀性好：HJT铜电镀能够在整个阴极表面均匀沉积铜金属，不易产生凹凸不平的现象。
这是因为HJT铜电镀过程中，电流密度均匀分布，使得镀层均匀。
4. 操作简便：HJT铜电镀的操作相对简便，不需要复杂的设备和条件。
只需将待镀件作为阴极，放入电解质溶液中，通过控制电流和时间即可完成电镀过程。
三、HJT铜电镀的应用HJT铜电镀被广泛应用于各个领域，如电子、汽车、家居等。
主要应用包括以下几个方面：1. 电子领域：HJT铜电镀常用于PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）的制造中，用于电路板的导电层和防腐层。
真空离子电镀加工的原理
真空离子电镀加工的原理
真空离子电镀是在真空条件下，加热熔融金属，使蒸发的金属原子或分子沉积在镀件的表面，形成金属膜的方法。
溅射镀是在真空条件下导入氩气，使之辉光放电，带正电的氩离子(Ar+)在强电场的作用下轰击阴极，使构成阴极的原子被溅射到镀件表面形成膜层的方法。
离子镀是在真空条件下，以惰性气体(Ar)和反应气体(O2、N2、NH4)作介质，利用气体放电而发生离子化的部分蒸发物质的离子、中性粒子和非活性气体，一面轰击带负高压的镀件表面，一面生长成膜的方法。
一、蒸发原理
在高真空中用加热蒸发的方法使镀料转化为气相，然后凝聚在基体表面的方法称蒸发镀膜(简称蒸镀)。
蒸发镀膜过程由镀材物质蒸发、蒸发材料粒子的迁移和蒸发材料粒子在基板表面沉积三个过程组成。
蒸发镀膜是物理气相沉积的一种，与溅射镀膜和离子镀膜相比有如下优缺点：设备简单可靠、工艺容易掌握、可进行大规模生产，镀膜的形成机理比较简单，多数物质均可采用真空蒸发镀膜;但镀层与基片的结合力差，高熔点物质和低蒸气压物质的镀膜很难制作，如铂、铝等金属，蒸发物质所用坩埚材料也会蒸发，混入镀膜之中成为杂质。
二、蒸发源
蒸发镀膜需要将镀层材料加热变成蒸气原子，蒸发源是其关键部位，大多数金属材料都要在1000-2000的温度下蒸发。
因此，必须将材料加热到这样高的温度。
常用的加热方法有：电阻法、电子束法、高频法等。
最新PVD真空离子镀简介
PVD简介1. PVD的含义—PVD是英文Physical Vapor Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。
2. PVD镀膜和PVD镀膜机—PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。
对应于PVD 技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。
近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。
我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。
3. PVD镀膜技术的原理—PVD镀膜（离子镀膜）技术，其具体原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
4. PVD镀膜膜层的特点—采用PVD镀膜技术镀出的膜层，具有高硬度、高耐磨性（低摩擦系数）、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层的寿命更长；同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。
5. PVD镀膜能够镀出的膜层种类—PVD镀膜技术是一种能够真正获得微米级镀层且无污染的环保型表面处理方法，它能够制备各种单一金属膜（如铝、钛、锆、铬等),氮化物膜（TiN、ZrN、CrN、TiAlN）和碳化物膜（TiC、TiCN),以及氧化物膜（如TiO等)。
6. PVD镀膜膜层的厚度—PVD镀膜膜层的厚度为微米级，厚度较薄，一般为0.3μm ～5μm，其中装饰镀膜膜层的厚度一般为0.3μm ～1μm ，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件表面的各种物理性能和化学性能，镀后不须再加工。
7. PVD镀膜能够镀出的膜层的颜色种类—PVD镀膜目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑色，七彩色等。
离子镀铝与离子液体电镀铝涂层性能对比研究
离子镀铝与离子液体电镀铝涂层性能对比研究詹中伟;孙志华;汤智慧;张骐【摘要】目的对比研究离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层的性能.方法针对高强度钢表面环保表面处理的需求,对比研究300M钢表面离子镀铝和离子液体电镀铝两种涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)等对两种涂层的表面、断面微观形貌和成分进行表征;采用原子力显微镜(AFM)对两种涂层表面三维形貌和粗糙度进行观察和测量;采用电偶腐蚀测试两种涂层与铝合金的电偶腐蚀性能;采用缺口试样拉伸方法检测两种涂层对300M钢基体氢脆性能的影响;采用5%NaCl人工海水周浸试验的方法检测两种涂层的耐蚀性能,与电镀镉钛镀层进行对比,采用电化学方法对涂层试验前后的阻抗谱特性进行检测分析.结果两种涂层表面形貌存在较大差异,离子镀铝经过致密化处理后,表面为均匀的圆饼状形貌,致密度很高,粗糙度约为0.88μm,而离子液体电镀铝涂层表面则为圆顶状的凸起物组成,没有明显的孔洞缺陷,粗糙度约为0.71μm;电偶腐蚀测试显示,两种涂层都能够与铝合金相容连接;缺口试样的拉伸试验结果显示,两种涂层的对基体的氢脆性能没有影响;腐蚀试验结果显示,两种涂层对于300M钢基体都具有良好的保护效果,与传统的电镀镉钛相当,具备了未来替代镉类镀层的潜质.结论两种涂层均匀致密,没有明显的气孔、裂纹等缺陷,电偶腐蚀性能优异,对300M钢基体都不会产生氢脆隐患,耐蚀性能优异.%Objective To have comparative study on performances of IVD and ILE aluminum coatings.Methods In allusion to the requirement of environmental treatment on high-strength steel surface, two aluminum coatings were formulated on 300M steel and studied. The morphology of surface and cross section of the two coatings were characterized by scanning electron mi-croscope (SEM) and energy dispersive spectrometer(EDS). Atomic force microscope (AFM) was applied to observe the mor-phology and measure the roughness of the coatings. The contact corrosion was tested between the two aluminum coatings and aluminum alloy. Influences of two coatings on the hydrogen brittleness was evaluated by tensile test of notched bar. The corro-sion resistance of the two coatings was tested by neutral salt spray and alternative immersion in artificial seawater. It was also compared with the cadmium plating coating. Electrochemical method was conducted to evaluate the changes of impedance spectroscopy property during the corrosion test.Results Surface topographys of the two coatings were much different. After densifying treatment, the IVD Al coating exhibited uniform round concave pits withroughness of 0.88 μm, which is attributed to shot preening process. The Alep Al coating has a typical morphology of electroplating composing of convex parts, with rough-ness of 0.71μm. The two aluminum coatings came into contact with aluminum alloy without little galvanic corrosion risk. The notched bars did not break after a 200 h tensile test, suggesting no hydrogen brittleness was introduced into the substrate. The two aluminum coatings exhibited excellent corrosion resistance. The main indexes including hydrogen brittleness and corrosion resistance were equal to that of cadmium plating.ConclusionThese two coatings are uniform and tight, and are free from ob-vious defects such as porosity and crack. They have galvanic corrosion performance, and won't produce hydrogen embrittlement of 300M steel matrix. Their corrosion resistance is excellent.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2017(014)005【总页数】8页(P74-81)【关键词】离子镀铝;离子液体电镀铝;耐蚀性;氢脆性;抗电偶腐蚀【作者】詹中伟;孙志华;汤智慧;张骐【作者单位】北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室,北京 100095;北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室,北京 100095【正文语种】中文【中图分类】TJ07;TG178航空工业中，镉类镀层是钢制零件表面的重要防护技术[1—2]，具有优良的耐蚀性，尤其是在海洋大气环境中。
离子液体电镀
离子液体电镀离子液体电镀是一种新兴的金属表面处理技术，它采用离子液体作为电解质，通过电解反应在金属表面形成一层保护性的金属膜。
与传统电镀技术相比，离子液体电镀具有许多优势，如高纯度、高效率、低能耗、环境友好等，因此在金属加工、电子器件制造、汽车工业等领域得到广泛应用。
离子液体是一种特殊的液体，它由离子组成，具有较低的熔点和较宽的液态温度范围。
离子液体的电导率较高，可以作为电解质用于电镀过程。
与传统电解质相比，离子液体具有更高的电化学稳定性和更广泛的溶解能力，可以实现更加均匀和精细的金属沉积。
离子液体电镀的工艺过程相对简单，一般包括清洗、预处理、电沉积和后处理等步骤。
首先，金属基体需要进行彻底的清洗，以去除表面杂质和氧化物。
然后，通过预处理，如活化或引入催化剂，使金属表面具有更好的导电性和吸附性。
接下来，将金属基体浸入含有离子液体的电解槽中，通过外加电压或电流，使金属离子在离子液体中迁移并沉积在金属基体表面。
最后，通过后处理，如烘干、抛光或保护涂层的施加，使电镀层具有更好的外观和性能。
离子液体电镀可以实现对金属表面的精细修饰和功能化改性。
通过调节离子液体的成分和工艺参数，可以控制金属沉积层的厚度、结构和性质。
离子液体电镀还可以实现对复杂形状和微细结构的金属部件的均匀和一致的电镀。
此外，离子液体电镀还可以在金属表面形成多层复合涂层，以提高金属的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性。
离子液体电镀的应用领域非常广泛。
在金属加工领域，离子液体电镀可用于改善金属件的表面质量和性能，提高耐蚀性和耐磨性。
在电子器件制造领域，离子液体电镀可用于制备导电膜、阻焊层和金属连接器等。
在汽车工业中，离子液体电镀可用于制备耐腐蚀和耐磨润滑层，提高汽车零部件的使用寿命和可靠性。
此外，离子液体电镀还可以应用于航空航天、光电子、生物医学等领域。
尽管离子液体电镀具有许多优势，但仍然存在一些挑战和问题。
首先，离子液体的成本较高，限制了其在大规模工业生产中的应用。
离子液体电镀的原理和应用
离子液体电镀的原理和应用导言离子液体电镀是一种新型的电镀技术，它采用离子液体作为电镀液，具有许多传统电镀技术无法比拟的优点。
本文将介绍离子液体电镀的原理和应用，并围绕主题进行详细的讨论。
原理离子液体电镀利用离子液体的特性完成金属的电镀过程。
离子液体是一种具有高离子导电性的液体，由阳离子和阴离子组成。
在电镀过程中，离子液体被加入到电解槽中，形成电解液。
1. 电镀过程离子液体电镀是通过施加外电压，使得阳离子和阴离子在电解液中被吸引至阳极和阴极上进行电化学反应，从而完成电镀过程。
具体的电镀过程包括以下几个步骤： - 电解液的准备：将离子液体和金属盐混合，形成电解液。
- 电解槽的设置：设定阳极和阴极，分别连接到外部电源的正负极。
- 施加电压：通过外部电源施加一定电压，使得阳离子和阴离子在电解液中迁移，保证金属离子从阳极被还原沉积到阴极上，完成电镀过程。
2. 离子液体的特性离子液体具有如下特性，使其成为电镀的理想介质： - 高离子导电性：离子液体的离子导电性远高于传统有机溶液，具有更好的电镀效果。
- 低挥发性：相比传统有机溶液，离子液体的挥发性较低，能够减少电镀过程中的杂质产生。
- 广泛的溶解性：离子液体能溶解多种金属盐，适用于各类金属的电镀。
- 环境友好：离子液体不含有机溶剂，无毒无害，对环境无污染。
应用离子液体电镀技术在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个主要领域的示例：1. 电子电气领域离子液体电镀技术在电子电气领域中得到了广泛应用。
离子液体电镀能够为电子元件和电路板提供耐腐蚀的金属保护层，提高电子器件的稳定性和使用寿命。
2. 汽车制造离子液体电镀技术在汽车制造中有重要的应用。
离子液体电镀能够为汽车外饰件提供耐候性和耐腐蚀性较好的金属涂层，同时减少对环境的污染，符合汽车制造的可持续发展要求。
3. 钢铁工业离子液体电镀技术在钢铁工业中发挥着重要作用。
离子液体电镀能够为钢铁制品提供防腐保护层，有效延长钢铁制品的使用寿命。
重金属离子电镀废水处理工艺
重金属离子电镀废水处理工艺
重金属离子电镀废水处理是一项关键的环境保护工作，以下是常见的重金属离子电镀废水处理工艺：
1. 化学沉淀法：通过添加化学沉淀剂（如氢氧化钙、氢氧化铁等）将废水中的重金属离子与沉淀剂发生反应，生成沉淀物。
通过沉淀过程，使重金属离子从废水中去除。
2. 离子交换法：利用离子交换树脂吸附废水中的重金属离子。
离子交换树脂具有特定的选择性，可以选择性地吸附重金属离子，并将其从废水中去除。
3. 膜分离技术：包括反渗透、超滤和纳滤等膜分离技术，可以有效地去除废水中的重金属离子。
这些技术利用半透膜的特性，将废水中的重金属离子隔离出来，同时保留其他有用的溶质。
4. 电化学处理法：包括电析、电吸附和电解等电化学方法。
通过在电极上施加电压或电流，改变废水中重金属离子的电荷状态，从而使其沉积、吸附或电解，并实现去除。
5. 活性炭吸附法：利用活性炭吸附废水中的重金属离子。
活性炭具有高度的吸附性能，可以有效地吸附废水中的重金属离子，达到去除的效果。
需要根据具体的废水特性和处理要求选择合适的工艺组合。
在实践中，通常会结合多种处理方法进行综合处理，以达到更好的废水处理效果。
同时，在进行重金属离子电镀废水处理时，应遵守相关的环保法规和标准，确保废水排放符合规定的标准。
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离子电镀
A．离子电镀的原理
离子电镀是于1964年由美国的Mattox提出的。
这是一种，像真空电镀一样将金属在真空中蒸发从而形成薄膜，在这一过程中，通过将蒸发粒子离子化，增加粒子运动的能量，从而使薄膜的特性、密着性、反应性等都提高的手法。
因此，也可以说离子电镀是真空电镀与运用了“喷镀法”及电子技术的离子发生技术的结合。
真空中，被离子化的蒸发粒子到达基板上时，根据运动能量的大小会发生各种各样的现象。
将这些现象按顺序排列的话如下：
1、运动能量小的粒子，就像下雪一样在基板上堆积，形
成薄膜。
2、运动能量稍大的粒子，到达基板时会在基板上自由的
移动，然后再最安定的位置上安静下来并形成薄膜。
3、运动能量再大一点的话，就像夏季傍晚的雷阵雨，如
同大雨打在地面上会溅起泥水一样，离子冲撞，基板上的原子、分子被溅起来，形成喷镀现象。
4、被离子化的蒸发粒子的运动能量更大一点的话，就会
进入基板内部，形成离子注入现象。
在离子电镀中的蒸发粒子含有：离子，原子团（激起状态粒子），中性粒子。
这些含有不同运动能量的粒子的存在，使得上面提到的1~4的现象在离子电镀发生时同时发生并成膜。
这是离子电镀能得到优质且拥有良好密着性的薄膜的重要原因。
离子注入效果被认为是只有极少部分发生，它与喷镀现象一起将薄膜与基板融合在一起，即通过产生相互原子（原子组）的浓度斜面从而给予了薄膜良好的密着性。
即使是离子电镀也并不是说，所有的蒸发粒子全部被离子化并到达基板。
离子化的比率根据离子化方法不同而不同。
运用等离子体的情况下，很难把等离子区中的气体粒子与由蒸发而得来的金属离子分开，要测定正确的数值也很困难。
而利用了不活泼气体的等离子体中的气体粒子会在基板表面发生喷镀清理现象，这一现象因为能在成膜前通过无力的形式来提供一个清洁的基板表面而被广泛运用，这样的前
处理工序是全体离子电镀共通的重大优点。
B．离子电镀的种类
目前，在世界上存在着多种离子电镀的装置，在这里我们根据离子电镀发展过程来简单罗列一下：
1、多阴极热电子照射法
2、高频波励起法（RF法）：我公司所用方法。
3、HCD（hollow cathode discharge）法
4、离子群法（ICB法）
5、活性化反应蒸着法（ARE法）
6、电弧放电，AIP法
7、离子束助攻蒸着
8、电子束励起等离子体离子电镀
这里介绍一下高频波励起法（RF法）：这是一种在蒸发源的正上方放置交流电圈，再加以高频交流电场来使其放电，将导入的气体和蒸发粒子离子化的方法。
这种方法最大的特长是：在10-2~10-3Pa的低气压中也能轻松的维持放电，成膜在本来的高真空中也成为可能。
而且，在等离子气体中使用反应性气体的话，能做反应性离子电镀，而由于等离子体中的温度也难以上升，于是能完全对应塑料基板。
近来，因为有机单一气体也被用作等离子体，因而被用来形成各种有机无机的复合膜。
反应性离子电镀
离子电镀最大的特征之一是：蒸发粒子、反应性气体通过等离子区而被离子化或被励起，变成原子团，使粒子的化学反应性增大的现象。
利用这一点，在等离子气体中使用反应性气体或有机单体气体的反应性离子电镀正在成为主流。
比如：导入像氮气、氧气、碳氢化合物并引起等离子状态，再把这之中的Ti、Cr、Al等反应性高的金属蒸发，合成TiN、TiC、CrN、Al2O3 等或者硅酸盐化合物薄膜。
这一手法被专门用来成膜。
利用上述蒸发金属离子与有反应性离子气体的化学反应形成各种化合物薄膜。
等离子区的现象很复杂，通过各种方法引起的等离子区中有励起分子、离子，这些是化学性的活性。
而蒸发金属粒
子和气体相冲突，变成金属离子或是励起粒子。
这些反应过程一般做如下考虑：
离子化的过程主要是通过电子：M+e- M++2e-
正离子与中性粒子相撞后被离子化：
M+A+ M++A（或者A*）
（M*+A+e-）
M+A* M++A+e-
但是其实在现实复杂离子举动的等离子区内，发生着更加复杂的反应也是一个事实。
比如，像Al2O3这样的氧化物的成膜是在等离子区中蒸发Al，一般就可以得到无色透明的Al2O3膜。
金属的蒸气和氧气的各个成分在等离子区中被励起。
因变成离子和励起分子以后就变得有化学活性了。
金属粒子与气体的化学结合就变得容易多了。
像这样的现象，用别的气体也是可以达成的。
如氮气、甲醇、氨气、硫化氢等也经常被用作反应气体。
如果在这些气体中蒸发各种金属的话就能个到各种各样的氮化物、碳化物，硫化物的膜。
通过这种方式得来的膜有很多特征。
而利用化学反应来成膜的话又有无需热量和其他能量的优点。
而且，如果在有机单一气体中蒸发无机物的话，就能得到有机无机复合膜，
从而得到有新机能的膜。
在最近被广泛使用。
D、离子电镀能得到的膜的构造
利用真空的成膜，不论方法，尽可能的在高真空（低气压）中成膜是最重要且基本的条件。
在实验中，高真空得到的膜非常硬非常密。
所以，离子电镀的情况下能否在高真空中放电就成了问题。
虽然所得到的膜的构造、物性，通常是根据它的使用目的来探讨的。
但是，基本上，多数情况下在成膜初期就已经决定膜的构造和物性了。
比如，通过真空电镀和高频波离子电镀，在该过程的初期阶段时，用“透过电子显微镜”的图片来分析的话，从极薄极薄的时候开始，离子电镀的膜的粒子就细腻且高密度的分布着了。
真空中形成的膜的结晶性也和非真空中成的膜截然不同。
实验证明它们在成膜初期就有着鲜明的不同的表现。
离子的效果在比较厚的莫上也有所表现。
在基板垂直方向上加上直流电场，在水平方向上加上交流电场。
用“走查电子显微镜”观察膜的截面的话，能发现：在直流电场的作用下粒子在基板上作垂直于基板方向的柱状成长。
另一方面，交流电场的作用下的粒子不是柱状组织而是呈现出一个光滑的截面。
将两者相比较，分析离子相对于电场运动的折
线图可以判断膜的结晶性。
在直流电场下结晶性好，显示为单结晶，交流电场下显示成多结晶。
利用这个想象，金属类的无定型模也能被制造出来。
作为被电镀物的基板，在涂装过程中受到其体粒子蒸发物质的冲击，其粒子凝结，膜构造也因此发生各种变化。
有关于这类膜的形态（morpholgy），Aisenberg、Charmichael 都有作研究报告。
从膜的形态的截面看，将磨得光滑程度等分为0到100，再根据它的数值来判断膜的构造。
这是从figure of merit of morphology（FOM）来的想法。
如图所示，：对于FOM为100的表面最光滑，密度最高的膜的成膜，需要离子和励起粒子的存在，相对较慢的成膜速度，以及高真空。
关于离子电镀的利用方面，根据膜的使用目的来选着成膜手法非常重要！
离子电镀（资料一）
离子电镀（资料二）。