合金电镀

实现的。
金属共沉积的理论及特点
在电镀液中加入适宜的配合剂，使两种
或两种以上金属离子的析出电势互相接近，而
得到共沉积，这是种非常有效的方法。
络合可使金属离子的平衡电势向负方向移
动，还能增加阴极极化，从而使沉积电位变得 更负。其中电位较正的金属沉积电位变负的幅 度更大一些，最后达到共沉积。
金属共沉积的理论及特点
铅和锡（φ0Pb/Pb2+=-0.126V， φ0Sn/Sn2+=-0.136V）
金属共沉积的理论及特点
比较正的金属离子的浓度，使其电势负移；
或者增大电势比较负的金属离子的浓度，使它的
电势正移，从而使金属析出电势互相接近或相等
，从而达到金属共沉积的目的。
金属离子的平均活度每增加或减少10倍，其 平衡电势分别正移或负移29mV。很明显，这种电 势的改变是有限的。
仿金电镀
氰化物-锡酸盐体系电镀Cu-Sn合金 镀液的组成及工艺条件
镀液组成及工艺条件(g/L) 氰化亚铜 锡酸钠 氰化钠 游离氰化钠 氢氧化钠 酒石酸钾钠 明胶 pH值 镀液温度/℃ 阴极电流密度/(A/dm2) 1 25 120 27 95 37 13.5 65 3 2 45 150 37 103 37 13.5 65 3 3 30-45 100-150 18-20 7-8 0.3-0.5 60-65 2-2.5
焦磷酸钾：主要用于微氰镀铜锌合金溶液以
络合锌离子。
仿金电镀
操作条件的影响 pH值：对铜锌合金镀层的外观有明显影响。 pH值高时，镀层中的锌含量提高，反之铜含 量增加。提高pH值一般可用氢氧化钠；降低 pH值则用碳酸氢钠溶液或酒石酸。必须在良 好的排风条件下操作，因反应时会产生剧毒 的氰化氢。
例如：
6Cu(P2O7)2
= Cu + 2P2O7
2O7)2 6-
2+
4-
其不稳定常数为 K不稳=[Cu ][P2O7
2+ 4- 2 ] /[Cu(P
]=10
-9
当不稳定常数比较大时，金属可能仍以简单 离子形式在阴极上放电，以浓度近似地代替活度 ，则平衡电势可以写成 Φ平 = φº+ (RT/nF)lnC 式中C为放电金属离子的浓度。
硬度更高、耐磨性好；
电镀合金通常可以再常温下得到，不需要高 温，节省能源；
电镀合金的特点及用途
电镀合金的用途及分类
电镀防护性合金
目前已在生产上应用的有锌镍、锌铁、锌钴、锡
锌和镉钛等。
电镀装饰性合金
如锡钴、锡镍和锡镍X（X代表锌、钴、镉等金属） 和锡钴X三元合金等，镀层外观似铬，可以代替装饰性。
肉眼不能区别开来，均可称为合金镀层。
形成合金镀层可采用热熔法、真空镀法、
离子镀法、溅射法、化学镀法和电镀法。
概 述
电镀合金是利用电化学方法使两种或两种
以上金属（包括非金属）共沉积的过程。一般
来说，电镀合金中最少组分含量应在1%以上。
有些特殊的合金镀层，如：镉钛、锌钛、锡铈 等合金镀层，钛和铈的含量虽然低于1%，但由 于对合金镀层的性能影响很大，通常也称为合 金镀层。
0.01 9.3-9.4 30 0.3-3.0 70-80
仿金电镀
电镀铜锡合金
电镀Cu-Sn合金和电镀Cu-Zn合金一样，
也是最早发展起来的合金镀种之一。Cu-Sn
合金镀层具有两个显著的特点：镀层外观色
泽随镀层含锡量的变化而呈现红色、金黄色、 淡黄色及银白色等各种色彩；镀层耐蚀性良 好，其耐蚀性可以和同厚度的镍镀层相媲美。
随着现代工业和科学技பைடு நூலகம்的飞速发展，
对材料表面提出了越来越高的要求，表面
处理技术也随之得到了迅速的发展。在表
面处理技术中，电镀是最有效的方法之一，
它所起的作用和发展趋势已受到人们的极
大重视。
概 述
合金镀层是指含有两种或两种以上金
属的镀层，不管这些金属在镀层中存在的
形式和结构如何，只要它们结晶致密，凭
金属共沉积的理论及特点
在镀液中加入配合剂
φº（Cu2+/Cu）=0.337V，φº（Zn2+/Zn）=-0.763V， 若通过改变离子的相对浓度来实现共沉积，Zn2+/Cu2+=1038
即当溶液中Cu2+离子的浓度为1mol/L，Zn2+ 离子的浓度为1038mol/L。由于Zn2+离子的浓度受 盐类溶解度的限制，这样高的浓度实际上是无法
电镀。镀层的种类主要包括Cu-Zn、Cu-Sn二元合
金。
合金电镀实例
仿金电镀 电镀锌镍合金
仿金电镀
氰化物电镀 电镀铜锌合金 无氰镀液电镀
仿金电镀
氰化物电镀
电镀铜锡合金
无氰镀液电镀
仿金电镀
电镀铜锌合金
铜锌合金镀层俗称黄铜镀层，一般含铜
68%-75%，含锌25%-32%。电镀铜锌合金在工 业上应用了100年左右。 除了由于它具有美丽 的金黄色外观用于装饰外，还作为提高钢铁件 与橡胶的结合力的中间镀层（0.5-2.5μm）以及
R为气体常数；
T为绝对温度；
Eº为标准电极电势；
η为极化过电势；
F为法拉第常数；
n参加电极反应的电子数； α为金属离子的活度。
金属共沉积的理论及特点
欲使两种金属离子在阴极上共沉积，它们的 析出电势必须相等，即：
E析 1 = E析 2
E析 1 = E 1 º + (RT/n1F)lnα 1+ η1
E析 2 = E 2 º + (RT/n2F)lnα2 + η2
15-30 4-6 5-8 12.6 30-50 0.5 9-11 20-38 0.2-0.4 0.01-0.02 9-11 50-55
仿金电镀
镀液中各成分的作用
氰化亚铜和氰化锌：是镀液中供给铜和锌离子的
主盐。铜和锌离子浓度的高低影响镀层中各金属
含量的高低和色泽的变化。 游离氰化钠：它可以使镀液稳定和保证铜与锌按 所需比例析出，并能使阳极溶解正常。
减磨镀层。
仿金电镀
氰化物电镀Cu-Zn合金 镀液的配制方法
在良好的通风条件下，将氰化钠溶解在30-40℃所
需体积2/3的去离子水或蒸馏水中。
用水将氰化亚铜和氰化锌分别调成糊状，在不断
搅拌下分别慢慢的加入到氰化钠溶液中，使其溶 解。此时溶液会发热，如果温度升至60℃时，需 待冷却后方可继续加入，以避免溶液过热溅出。
该镀液的主要特点是：镀液的阴极电流
效率很高，甚至高于100%，电流效率随电流
密度的增加和镀液的pH值的升高而降低。该
镀液的分散能力较好，与氰化物镀液相当。
仿金电镀
镀液组成及工艺条件
镀液组成及工艺条件(g/L) 硫酸铜 硫酸锌 甘油 氢氧化钠 镀液温度/℃ 2 阴极电流密度/(A/dm ) 阳极电流密度/(A/dm2) 镀层含铜量(WCu)/% 1 25 30 20 120 20-22 0.2-1.5 0.5-0.8 55-70 2 12.5 30 12 120 20-22 0.9-1.4 0.5-0.8 27-33
电镀合金的特点
电镀法得到的合金与热熔法得到的合金相 比，具有以下特点：
可获得热熔法制得合金图上没有的合金； 可获得热熔法不能得到的性能优良的非晶态合 金；
可获得水溶液中难以单独电沉积的金属；
电镀合金的特点及用途
溶液获得高熔点金属与低熔点金属形成的合
金；
电镀法得到的合金比一般热熔法得到的合金
金属共沉积的理论及特点
在电镀液中加入添加剂
在镀液中加入适宜的添加剂，一般对金属的
平衡电势影响较小，但对金属的极化往往有较大
的影响。由于添加剂在阴极表面可能被吸附或形 成表面络合物，所以对阴极反应常具有明显的阻 化作用。
合金电镀实例
由于金价昂贵，用于装饰及其不现实。而仿 金镀，尤其是仿金电镀则调节了价格与装饰要求 的矛盾，因此很多装饰品或制品都用装饰性仿金
仿金电镀
碳酸钠：适量的碳酸钠可以提高镀液的导电
性能和分散能力。
氢氧化钠：加入氢氧化钠可以增加镀液的导 电性能，但会使锌不容易析出，一般在滚镀 时加入少量。 氨 水：可以扩大镀液的阴极电流密度范围和 有利于获得色泽均匀的铜锌合金镀层。
仿金电镀
酒石酸钾钠：阳极去极化剂，可以溶解阳极
上的碱性钝化膜。
金属共沉积的理论及特点

仅有少数金属可以从简单盐溶液中预测出共
沉积的可能性。例如，Pb(-0.126V)与Sn(-0.136V)、
Ni(0.25V)与Co(0.277V)、Cu(0.34V)与Bi(0.32V)，
它们的标准电极电势比较接近，通常可以从它们
的简单盐溶液中实现共沉积。
金属共沉积的理论及特点
等）虽然不能单独从水溶液中电沉积出来，但 可与另一种金属（如Fe、Co、Ni等）同时从水 溶液中实现共沉积。
金属共沉积的理论及特点
金属共沉积的基本条件是两种金属的析出电势要十 分接近或相等，即： E析 = E平+ η E析 = Eº+ (RT/nF)lnα + η
式中：E析为金属析出电势；
E平为金属的平衡电势；
仿金电镀
温度：对铜锌合金镀层中的金属组成和外观色
泽均有影响。温度高时，合金镀层中的铜含量 增加，同时也会加速氰化钠的分解，必须严格 控制。 电流密度：阴极电流密度高时合金镀层中的锌 含量增加，并降低镀液的阴极电流密度。
仿金电镀
无氰镀液电镀Cu-Zn合金
甘油-锌酸盐体系电镀Cu-Zn合金
实现金属共沉积的措施
改变金属离子的浓度
在镀液中加入配合剂 在电镀液中加入添加剂
金属共沉积的理论及特点