化学镀教材
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电镀员工培训教材
第一章化学基础和电镀基础第一节化学基础氧化还原反应在化学反应中有电子得失和电子转移，并且反应物在反应前后化合价发生变化的反应,叫氧化还原反应。
如：得到2个电子，化合价降低为氧化剂失去2个电子化合价升高为还原剂在氧化还原反应中，还原剂失去电子被氧化，氧化剂得到电子被还原。
第二节溶液浓度表示方法1。
体积比例：1：1HCl溶液表示1份HCl与1份水相混合；2。
克/升（g/L)以1升溶液中所含溶质的质量表示；如:5g/L的SnCl2溶液就是指1升SnCl2溶液中含5gSnCl2；溶质的质量3.质量百分比浓度(x%）x％= ×100％溶液质量如：20%的NaOH溶液表示100g水中含20gNaOH固体。
溶质的摩尔数4。
体积摩尔浓度（mol/L) mol/L= ×100％溶液的体积如：0。
2mol/L的NaOH溶液表示1L溶液中含0。
2mol的NaOH即含有8g（0.2×40）NaOH固体。
5。
波美度主要代表溶液密度，用比重计测量。
波美度与密度关系：Be=144.3—144.3/密度6.ppm浓度指溶质质量占全部溶液质量的百万分之一，即1kg溶液中含1mg溶质。
第三节化学镀镍的基本原理一、化学镀镍镀层的主要性质1.耐蚀性、耐热、耐磨;2.良好的导电性、焊接性；3.磁性能、电阻性能；二、化学镀镍的特点化学镀镍镀层厚度均匀、针孔少，不需要直流电源设备，能在非导体上沉积，并具有一些特殊性能，但成本比电镀高，镀液稳定性差。
三、化学镀镍应具备的条件1.化学镀镍应包括金属盐、还原剂、缓冲剂、pH调节剂、稳定剂等成份;2.必须有催化剂存在,才发生金属沉积过程；3。
调节溶液的pH值、温度时，可以控制金属的还原速度，即可以调节镀覆速度；4.被还原析出的金属应具有自催化活性，这样镀层才能增厚；5。
反应生成物不妨碍镀覆过程的正常进行，即溶液有足够的使用寿命。
四、化学镀镍原理1。
溶液中的次磷酸根在催化表面上催化脱氢,同时氢化物离子转移到催化表面，而本身被氧化生成亚磷酸根，反应式为:H2PO-2+H2O 催化表面［HPO3］2-+H++2［H］—吸附催化表面2。
新教材高中化学人教版选择性第一册课件第四章实验活动4简单的电镀实验
随堂检测
1.若在铜片上镀银时,下列叙述正确的是( ) ①将铜片接在电源的正极上 ②将银片接在电源的正极上 ③在铜片上 发生的反应是Ag++e- ===Ag ④在银片上发生的反应是4OH--4e- === O2↑+2H2O ⑤需用硫酸铜溶液为电镀液 ⑥需用硝酸银溶液为电镀液 A.①③⑥ B.②③⑥ C.①④⑤ D.②③④⑥ 答案 B 解析 铜片上镀银,铜片作阴极,接电源负极,①错;银片作阳极,接电源正极, ②正确;铜电极上,Ag+得电子析出Ag,③正确;银片是阳极,失电子变成Ag+ 进入电解液,④错;需用AgNO3作电镀液,⑥正确,⑤错。正确的为②③⑥。
和Fe(OH)3沉淀生成,工业废水中铬元素的含量可低于排放标准。关于上
述方法,下列说法错误的是
(填字母)。
A.阳极反应:Fe-2e- === Fe2+
B.阴极反应:2H++2e- === H2↑ C.在电解过程中工业废水的pH不断增大
D.可以将铁电极改为石墨电极
(3)某同学设计了如图装置进行以下电化学实验。
3.下列关于电解精炼铜与电镀的说法正确的是( ) A.电解精炼铜时,将电能转化为化学能,电路中每通过2 mol e-,阳极就会溶 解64 g铜 B.电解精炼铜时,阳极为粗铜,阴极为精铜,电解过程中电解质溶液不需要 更换 C.在铁制器皿上镀铝,熔融氧化铝为电解质,铁制器皿为阴极,铝棒为阳极 D.电镀过程中电镀液需要不断更换
[实验探究] 【微思考】若想在铁制品上镀一层铜。 (1)如何设计该电镀实验装置? (2)电镀开始后,两电极分别发生怎样的电极反应? 提示 (1)铁制品与直流电源的负极相连,金属铜与直流电源正极相连,用硫 酸铜溶液作电镀液。 (2)阳极(铜):Cu-2e- === Cu2+,阴极(铁制品):Cu2++2e- === Cu。
化学镀ppt课件
价格比化学镀低得多，工艺成熟，镀液简单易于控制。
在化学镀镍溶液质量提高的基础上，化学镀镍生产线 的装备和技术发展很快，逐渐从小槽到大槽，从手工操 作、断续过滤、人工测定施镀过程中各种参数到自动控 温、槽液循环过滤和搅拌。
完整最新ppt5化学镀 Nhomakorabea展化学镀镍发展中最值得注意的是镀液本身的进步。 在1960年代之前由于镀液化学知识贫乏，只有中磷镀 液配方，镀液不稳定，往往只能稳定数小时，因此为 了避免镀液分解只有间接加热，在溶液配制、镀液管 理及施镀操作方面必须十分小心，为此制定了许多操 作规程予以限制。此外，还存在沉积速度慢、镀液寿 命短（使用的循环周期少）等缺点。为了降低成本， 延长镀液使用周期，只好使镀液“再生”，再生的实 质就是除去镀液中还原剂的反应产物，次磷酸根氧化 产生的亚磷酸根。70年代以后多种络合剂、稳定剂等 添加剂的出现，经过大量的试验研究、筛选、复配以 后，镀液寿命大大延长，一般均能达到4～6个周期， 甚至10～12个周期，镀速达17～25 μm/h 。这样，无论 从产品质量和经济效益角度考虑，镀液已不值得进行 “再生”，而直接做废液处理。
• 镀层经低温热处理可弥散强化，获得不同 的硬度，提高耐磨性，根据需要，从硬度 与硬铬层硬度一样，并具同样的耐蚀能力。
完整最新ppt
3
化学镀与电镀工艺相比
具有以下特点
1.镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散力接近100%，无 明显的边缘效应，几乎是基材（工件）形状的复制，因此 特别适合形状复杂工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件 内壁等表面施镀。电镀法因受电力线分布不均匀的限制是 很难做到的。由于化学镀层厚度均匀、又易于控制，表面 光洁平整，一般均不需要镀后加工，适宜做加工件超差的 修复及选择性施镀； 2.通过敏化、活化等前处理，化学镀可以在非金属（非导 体）如塑料、玻璃、陶瓷及半导体材料表面上进行，而电 镀法只能在导体表面上施镀，所以化学镀工艺是非金属表 面金属化的常用方法，也是非导体材料电镀前做导电底层 的方法；
在化学镀镍溶液质量提高的基础上，化学镀镍生产线 的装备和技术发展很快，逐渐从小槽到大槽，从手工操 作、断续过滤、人工测定施镀过程中各种参数到自动控 温、槽液循环过滤和搅拌。
完整最新ppt5化学镀 Nhomakorabea展化学镀镍发展中最值得注意的是镀液本身的进步。 在1960年代之前由于镀液化学知识贫乏，只有中磷镀 液配方，镀液不稳定，往往只能稳定数小时，因此为 了避免镀液分解只有间接加热，在溶液配制、镀液管 理及施镀操作方面必须十分小心，为此制定了许多操 作规程予以限制。此外，还存在沉积速度慢、镀液寿 命短（使用的循环周期少）等缺点。为了降低成本， 延长镀液使用周期，只好使镀液“再生”，再生的实 质就是除去镀液中还原剂的反应产物，次磷酸根氧化 产生的亚磷酸根。70年代以后多种络合剂、稳定剂等 添加剂的出现，经过大量的试验研究、筛选、复配以 后，镀液寿命大大延长，一般均能达到4～6个周期， 甚至10～12个周期，镀速达17～25 μm/h 。这样，无论 从产品质量和经济效益角度考虑，镀液已不值得进行 “再生”，而直接做废液处理。
• 镀层经低温热处理可弥散强化，获得不同 的硬度，提高耐磨性，根据需要，从硬度 与硬铬层硬度一样，并具同样的耐蚀能力。
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化学镀与电镀工艺相比
具有以下特点
1.镀层厚度非常均匀，化学镀液的分散力接近100%，无 明显的边缘效应，几乎是基材（工件）形状的复制，因此 特别适合形状复杂工件、腔体件、深孔件、盲孔件、管件 内壁等表面施镀。电镀法因受电力线分布不均匀的限制是 很难做到的。由于化学镀层厚度均匀、又易于控制，表面 光洁平整，一般均不需要镀后加工，适宜做加工件超差的 修复及选择性施镀； 2.通过敏化、活化等前处理，化学镀可以在非金属（非导 体）如塑料、玻璃、陶瓷及半导体材料表面上进行，而电 镀法只能在导体表面上施镀，所以化学镀工艺是非金属表 面金属化的常用方法，也是非导体材料电镀前做导电底层 的方法；
4.2-现代表面工程学导论--化学镀篇课件
2 化学性能
• 化学镀Ni-P合金镀层耐蚀性很好，几乎不受碱液，中性盐 水，淡水和海水的腐蚀。 • Ni-P镀层作为防蚀基底材料在高温（565℃～625℃）， 高压（125kg/mm2）空气或水蒸汽中，其耐蚀性具有重 要的实用价值。含磷6～12 % 的Ni-P镀层在这种条件下 的耐蚀性比无镀层的提高约90倍。 • Ni-P化学镀层在石油、天然气工业环境中有非常好的耐蚀 性。H2S环境------腐蚀使无镀层的设备很快损坏-----Ni-P镀层设备在该环境中能生产致密的钝化膜而增加抗蚀 能力。
表面技术概论
——— 4.6 化学镀
山东科技大学材料科学与工程学院
2014
4.6.1 发展概况：
• 已有100多年历史 • 1845年， Wurtz试验时注意到次磷酸盐的 还原现象 • 1916年，Roux使用次磷酸盐的化学镀镍 获第一个美国专利 。但镀液极不稳定，自 分解严重。 • 1944年，A.布伦纳(A. Brenner)和G.黑 得尔（G.Riddell）找到控制稳定性的配方。 • Electroless（化学沉积、化学镀、无电解 电镀、自催化电镀等 ）
(3)在模具工业中的应用
采用化学镀镍强化模具,既能 保证硬度和耐磨性,又能起到 固体润滑的效果 。 例如,45钢（ 50 HRC)黄铜零 件拉伸模在使用过程中,粘铜现象严重,极易拉 伤零件,所以在生产过程中需要频繁地修理模 具,有的加工几件或几十件就要进行修理 。 化 学镀 10μ m厚的镍磷合金层后,经热处理钢模 表面硬度达到 1000HV,连续加工 5000次仍 不需要修模，而且加工的零件表面质量明显提 高。
• 电磁屏蔽保护镀层
• 化学镀镍层用于防电磁干扰特别有效。采用组合 镀层可达到屏蔽的效果，在塑料制品盒或其它罩 壳上，先镀一层很薄的铜，铜有良好的导电性能， 屏蔽效果很好，但铜易被氧化，不能耐久，然后 再化学镀一层镍，镍磷化学镀层有良好的耐磨和 耐蚀性能，可以保护底层铜免遭氧化，长期保持 良好的屏蔽性能。 • 电磁屏蔽保护镀层化学镀镍层的合金元素与含量， 影响镀层的屏蔽效果、在 Ni-P合金镀层中，磷含 量越低，镀层的导电性越好，电磁波的初屏蔽效 果就越好。
化学镀实验指导书1
实验化学镀镍磷合金一、实验目的：1、掌握化学镀Ni-P合金的基本原理。
2、掌握化学镀Ni-P合金的工艺过程、步骤。
3、了解化学镀、电镀、刷镀的区别。
二、化学镀原理概述1、化学镀是利用合适的还原剂使溶液中的金属离子有选择地在经催化的表面上还原析出金属镀层的一种化学处理方法。
常见的有：化学镀镍、镀铜、金、银等等。
其化学反应如下：催化M2++2e(还原剂提供)——→M0表面其中溶液中的金属离子是依靠得到所需的电子而还原成相应的金属。
如化学镀镍溶液中采用次亚磷酸盐作还原剂，它的氧化还原过程如下：（H2PO2）-+2e——→(H2PO3)- +2H+ +2e (氧化)Ni2++2e——→Ni0两式相加，总的氧化还原反应为：Ni2++（H2PO2）-+H2O——→Ni0+(H2PO3)- +2H+三、化学镀工艺及步骤1、酸性化学镀镍磷合金镀液的成分及作用：⑴主盐硫酸镍NiSO4是化学镀Ni-P合金溶液中的主盐，它主要提供Ni2+，研究表明，随NiSO4浓度增加，镀层沉积速度增加，但NiSO4浓度不能太大超过30g/L时，镀层沉积速度不但不增加，甚至反而下降。
⑵还原剂次亚磷酸钠镀液中次亚磷酸钠浓度增加，镀层沉积速度提高，但沉积速度并不是无限度增加，当次亚磷酸钠浓度大于40g/L时，引起镀液分解。
溶解好的次亚磷酸钠溶液一般在化学镀前加入到镀液中。
⑶络合剂在酸性化学镀液中为了防止产生白色亚磷酸镍沉淀，常常加入络合剂，它可增加镀液的稳定性，控制沉积速度和改善镀层外观。
常用络合剂有：氨基乙酸、乳酸、丁二酸、苹果酸、硼酸、柠檬酸等等。
络合剂与镍离子结合成络离子，使镍离子不易与亚磷酸根离子生成亚磷酸镍沉淀。
络合剂还可提高镀液的工作PH值。
如不加络合剂要使镀液能有足够的亚磷酸镍的沉积点, 必须使其PH值降到3以下,可是在这种PH值下操作,不可能沉积出镀层.⑷、稳定剂提高酸性化学镀镍液的稳定性，可以加入极微量的抑制剂，如硫代硫酸钠、醋酸铅，由于抑制剂均属催化毒剂，使用时要极为小心。
化学镀教材
电镀工艺学
17
表22－7 成 分 及 操 作 条 件 聚氯 乙烯 (PVC) 40 60
一些塑料的有机溶剂粗化工艺 改性聚 苯乙烯 (PST) 聚丙烯(PP) 1 2 聚碳酸酯(PC) 聚丙醚，聚芳 砜，聚硫醚 1 2
环己酮/% 乙醇/% 汽油/% 二甲苯/% 松节油/ml • L-1 非离子型表面活性剂/ml • L-1 乙醇/% 丙酮/% 二氯乙烷/% 温度/℃ 时间/min
29
50－60 0.3－5
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
22
四，敏化
敏化是继粗化之后又一重要工序。敏化处理是使非金属 表面吸附一层容易氧化的物质，以便在活化处理时被氧化， 在制品表面上形成“催化膜”。 常用的敏化剂为二价锡盐和三价钛盐。一般采用二氯化 锡的酸性溶液或二价锡的络合碱性溶液。 1. 敏化机理 酸性敏化液处理工件，最终在工件表面上吸附一层凝胶 状物质，这层凝胶状物质，不是在敏化液中形成的，而是 在下一步水洗时产生的。常用的二价锡盐敏化液，为了防 止二价锡的水解，溶液必须呈酸性。在敏化液中浸渍过的 工件，表面附有一层敏化液，当移入清洗槽时，由于清洗 水的pH值比敏化液的pH高，二价锡发生水解作用。
100 100 40 66
100
60~70 15~30 5~15 室温 2 20~40 30~5 60~85 10~30 室温 至表面微微发白 室温 1~3
95~80
5~20 室温 1~5
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
18
22．3．3 化学粗化 化学租化实质是一个化学侵蚀过程，即通过对非金属材
料制品表面的氧化和蚀刻而起粗化作用、提高与镀层的结
键工序。由于粗化是针对光滑而憎水的表面工序，故生产中
《化学化学镀》PPT课件
1.4.6 解胶
镀件基体经过胶体钯活化后，表面吸附 的是以钯原子为核心的胶团，为使金属 钯能起催化作用，需要将吸附在钯原子 周围的二价锡胶体层去除以显露出活性 钯位置，即进行解胶处理。解胶处理一 般采用体积浓度100mL/L的盐酸在40～ 45℃处理0.5～1min，或用20～25g/L的醋 酸钠溶液常温下处理10min。
1.2.6 表面活性剂
加人表面活性剂可提高镀液对基体的浸 润效果，使粉末、颗粒、纤维状镀件很 好地分散于镀液中，形成比较稳定的悬 浮液。表面活性剂的浓度在一定程度上 直接影响粉末、颗粒、纤维状镀件表面 上金属镀层的性能。
1.3 化学镀与电镀的区别
➢ 化学镀不使用电源，以还原剂与被镀金属离子的电位 差为动力，为了得到致密的镀层，使用络合剂阻滞还 原过程，并形成一定程度的极化，同时也为了控制反 应速度。
1.2.4 缓冲剂
缓冲剂的作用是维持镀液的pH 值，防止 化学镀过程中由于大量析氢所引起的pH 值下降。
1.2.5 稳定剂
稳定剂的作用是提高镀液的稳定性，防 止镀液在受到污染、存在有催化活性的 固体颗粒、装载量过大或过小、pH 值过 高等异常情况下发生自发分解反应而失 效。稳定剂加入量不能过大，否则镀液 将产生中毒现象失去活性，导致反应无 法进行，因此需要控制镀液中稳定剂的 含量在最佳添加量范围。
1.2.1 主盐
主盐即含镀层金属离子的盐。一般情况 下，主盐含量低时沉积速度慢、生产效 率较低；主盐含量高时沉积速度快，但 含量过大时反应速度过快，易导致表面 沉积的金属层粗糙，且镀液易发生自分 解现象。
1.2.2 还原剂
还原剂是提供电子以还原主盐离子的试剂。 在酸性镀镍液中采用的还原剂主要为次磷酸 盐,此时得到磷合金；用硼氢化钠、胺基硼 烷等硼化物作还原剂时可得硼合金；用肼作 还原剂,可获得纯度较高的金属镀层。正常 情况下，次磷酸钠的加人量与主盐存在下列 关量系增ρ大(N时i2，+)/其ρ(H还2原PO能2-)力=0增.3强～，1.0使。得还溶原液剂的含反 应速度加快；但是含量过高则易使溶液发生 自分解，难于控制,获得的镀层外观也不理 想。
化金培训教材
配槽量
200ml/l 0.7g/l
工作条件
4.4- 4.8 88-92℃ 6-8min
化金缸的维护
PH的调整:调高用氨水，调低用柠檬酸。 补充：每50m2补充金盐10g，同时补充 BX-61 250ml。 更换：当金盐的补充量累计达4 TO 以上 时，需要将槽液回收，重新开缸。 搅拌：生产时需连续循环过滤，使槽液流 动并保持溶液的洁净，不能使用空 气搅拌。
各站药水作用及原理：
1、酸性除油： 作用：清除表面的氧化物、手指模、为下 工站提供清洁的表面。
• 要求除油能力强且易于水洗。 • 有柠檬酸型和硫酸型两种，含非离子型表面活 化剂。（ASL-007：10% V/V） • 作业条件：温度45-55℃，时间5-8min，连续 的过滤循环作搅拌。
各站药水作用及原理：
Ni+2Au（CN）2Au+Ni 2+ +2CN-
化学镀金
Ni（-0.25V）和Au（1.68V）的电极电位相差 很大，Ni可以置换出溶液中的金，当镍全部 被金层覆盖后，反应即停止，因此置换金的 厚度一般只能是0.03—0.1um，不能再增厚。
化金槽的组分:
项目名称
BX- 61 金盐 PH 温度 时间
பைடு நூலகம்
操作条件的影响
搅拌
化学镀镍用空气搅拌或工件移动（移速 0.5~1m/min），不宜用超声搅拌。 目的: 1. 使镀液温度均匀,防止局部过热; 2. 保持溶液的浓度均匀,从而使镀层厚度 均匀 3. 有利于工件表面H2↑的析出,防止产生 针孔、凹点或粗糙;
镀液维护
Ni2+的补充
可根据加工板面积测算进行补充。 Ni2+浓 度应控制在最佳浓度的±10%，故要及时补 充。由于不同料号的线路面积有差异，所以 按加工面积补充会有一定的偏差。 有条件的，按分析补充会更加准确。
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第二章 金属电结晶 电镀工艺学 9
表22—3 成分及操作条件 氢氧化钠 NaOH/g· -1 L 碳酸钠 Na2CO3/g· -1 L 磷酸钠 Na3PO4/g· -1 L 焦磷酸钾 K4P2O7 /g· -1 L OP乳化剂 /g· -1 L 海鸥洗涤剂 /mL· -1 L 十二烷基磺酸钠 /g· -1 L 温度 /℃ 时间 /min
非金属材料除油工艺 配 1 20~30 30~40 20~30 1~3 2 30 方 3 30 30 50
30 30
55~55 30
1 50~55 10
5 1 60~70 3~5
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
10
22.3
表面粗化
粗化的目的是提高零件表面的亲水性和形成适当的粗糙 度，以保证镀层有良好的结合力。它是决定镀层结合力的关
化学镀（课件）
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
1
第二十二章 非金属电镀
非金属表面金属化后，可以获得导电、导磁、耐磨、
抗老化、耐热、可焊接等性能和不同色泽的金属外观，从
而使非金属材料的装饰性和功能性增强、使用范围拓宽。 非金属表面金属化的方法有喷镀、电镀(包括化学镀)、 直空蒸镀、阴极溅射或离子镀等多种工艺，但目前在工业 中应用最多的是电镀工艺。近年来．非金属材料电镀作为
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第二章 金属电结晶
电镀工艺学
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22．3．3 化学粗化 化学租化实质是一个化学侵蚀过程，即通过对非金属材
料制品表面的氧化和蚀刻而起粗化作用、提高与镀层的结
第二章 金属电结晶 电镀工艺学 11
非金属材料种类繁多，其电镀工艺也有所区别，但主
要区别在于前处理中的粗化工艺不同。因此，以目前应用 最多的ABS塑料为例介绍粗化工艺，同时适当给出其他非 金属的粗化工艺。 22．3．1 机械粗化 机械粗化适用于表面光洁度要求不高的零件，有喷砂、 打磨等方法，对小零件可用滚动摩擦方法(类似于一般电
700~900 40~50 90~95 5~10 80~150 850~920 5~10 80~95 5~20
20~40 3~10
室温 3~510~30Βιβλιοθήκη 10~20室温 10s~60s
100~200 室温 5s~15s
①粗化处理后可晾干或甩干后在60℃~70℃下烘干，然后化学镀 ②粗化处理后涂铜粉(粒度为50μm~100 μm)、浸酸，然后化学镀
第二章 金属电结晶 电镀工艺学
6
通常用热处理法消除塑料的内应力，即将塑料制品在
低于其热变形温度的温度下保温一定时间，使塑料内部分 子重新排列，以达到减小或消除内应力的目的。常用塑料 的热处理温度，列于表22-2。 也可以用溶剂浸泡法消除应力。例如，ABS塑料可在 丙酮:水=1:3的混合溶液中，于15℃~30℃下浸泡20min~30 min。
第二章 金属电结晶 电镀工艺学 21
表22—8 ABS常用粗化液组成及工艺条件
成分及操 作条件
CrO3
H2SO4 H3PO4
配 1
400
350
方 4
24
780
2
180－200
1000
3
30
1080 180
5
620
154
6
830
H2Cr2O4
温度 时间 50－60 25－40 60－70 60－120 60－70 60－120 60－70 1－5 60－70 0.3－4.5
镀前处理中的滚光工序)。
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
12
机械粗化的效果与所用磨料性质和粒度有关。磨料性
质不同，则粗化方法和粗化效果不同，对镀层结合力的影 响也不同。磨料粒度越大，在制品表面造成的粗糙度糙大，
越利于提高镀层与基体的结合力，但应根据对制品表面光
洁度的要求选择合适的粒度，常用的粒度范围为120目~ 200 目。
适用于其他塑料粗化的有机溶剂，如表22—6所列。某些塑
料化学粗化前的有机溶剂粗化工艺，列于22－7。
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
15
表22—5
成 分 及 操 作 条 件
ABS塑料有机溶剂粗化工艺规范
有机溶剂粗化-银盐活化-步法① 有机溶剂粗化-涂铜粉法② 亲 水 处 理 1 2 粗化处理 粗化处理 涂铜粉后浸酸
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
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表22-2 常用塑料的热处理温度 材 料 热处理温度/℃ 材 料 热处理温度/℃
聚丙烯
氯化聚醚 聚苯醚
80~100
80~120 100~120
聚甲醛
聚砜 聚碳酸酯
90~120
110~120 110~130
改性聚苯烯
聚酰胺
50~60
(1)沸水、2h(壁厚 1.5mm) (2)沸水、16h (壁厚 6mm) (1)65℃~75℃、2h ~4h (2)25%~30%丙酮、室温、 20min~30min
硫酸H2SO4 98％/ml • L-1 重铬酸钾K2Cr2O7/g • L-1 冰醋酸CH3COOH/体积分数％ 氯化亚锡SnCl2 • 2H2O /g • L-1 二氯乙烷C2H4Cl2 /g • L-1 乙二醇(CH2OH)2 /g • L-1 硝酸银AgNO3 /g • L-1 三氯乙烷C2H3Cl3 /体积分数％ 乙醇C2H5OH /体积分数％ 盐酸HCl 37% /ml • L-1 温度/℃ 时间/min
合力。下面以ABS塑料为例简述化学粗化的作用机制。 ABS塑料是丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(s)的三元共聚 物，其结构为橡胶状的B组分分散于S－A聚合形成的球形 刚性骨架之中。化学粗化时，粗化液可溶解制品表面层的B
组分，而S—A骨架基本不溶，从而形成很多的瓶颈形凹坑，
使制品表面微观粗糙明显增加，并使镀层与基体能实现机 械“锁扣”式结合。
ABS塑料
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
8
22．2
除
油
除油的目的是清除制品表面在模压、存放和运输过程中 残留的脱模剂和油污，以保证非金属制品能在下一个工序 中均匀地进行表面粗化。 非金属材料的除油与金属一样，可用有机溶剂或碱性除 油溶液除油。采用的有机溶剂应对非金属材料无破坏作用， 不发生溶解、溶胀、银纹和龟裂、氧化等现象。生产中常 用的有乙醇、丙酮、甲醇、三氯乙烯等。采用的碱性除油 液应含有起润湿、缓蚀等作用的表面活性剂、溶液温度不 能超过塑料粘流化温度，即不能使塑料发生塑性变形。生 产中为方便起见，对塑料制品常选用钢铁件除油液，在 50℃~70 ℃的温度下使用。表22－3给出了一些常用的除油 工艺。
生产中多用极性溶剂浸泡法检查塑料制品是否存在内应
力。即将塑料制品在极性溶剂中浸泡2min~5min后取出，观 察其麦面是否出现细微裂纹。以裂纹的出现表征内应力的存 在，裂纹越多越粗，内应力越大。表22－1列出了一些常用 塑料的检验溶剂。
第二章 金属电结晶 电镀工艺学 4
表22－1 材 料
某些常用塑料的内应力检验溶剂 检 验 溶 剂
后取出、立即清洗，晾干后检查其表面。若表面出现细微、
致密的裂纹，即说明出现裂纹处存在内应力；裂纹越多，应
力越大。 然后，再在冰醋酸中浸2min，若零件表面有深的裂纹， 则表明该处内应力很高。 (2) 混合溶剂浸泡法 将制品浸入21 ℃ ± l ℃的体积比为 1:1的甲基乙基酮和丙酮的混合溶剂中，浸泡15s后取出、立 即甩干，用(1)中的方法检查零件表面。
有机玻璃
苯乙烯及其共聚物 聚酰胺(尼龙66、尼龙1016等) 聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等
沸水
冰醋酸、煤油 正庚烷 四氯化碳 (1)冰醋酸
ABS塑料
(2)甲基乙基酮和丙酮的混合溶剂
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
5
以ABS塑料制品为例说明检查内应力的具体方法： (1) 冰醋酸浸泡法 特制晶在24℃±3℃的冰醋酸浸泡30，
第二章 金属电结晶 电镀工艺学 16
表22－6
材 料
聚乙烯 聚苯乙烯
适合某些塑料粗化的有机溶剂 检验溶剂
二氯乙烷、丙酮、二甲苯 丙酮、汽油
聚丙烯
聚氯乙烯 聚碳酸酯 聚胺和聚酰胺
汽油、卤代烃
口氯化碳、环乙烷、四氢呋哺 含氯有机溶剂、甲醇、 异丙醇等低级不饱和醇，乙醚，苯 环乙烷、苯甲醇
第二章 金属电结晶
一种成熟的表面处理技术，已在从日用品、家用电器到高
新技术产业和国防工业的众多领域中得到广泛应用。
第二章 金属电结晶 电镀工艺学
2
由于非金属材料通常是不导电的，无法直接用电沉
积方法沉积金属层，因而进行非金属电镀的前提是使工 件表面获得一定的导电性，以及如何使镀层与金属基体 有良好的结合力，所以，镀前预处理成为整个电镀工艺 的关键。可以有多种前处理方法使非金属表面形成金属 化导电层，如喷涂、浸挂、气相沉积、银和烧渗等等。 应用最广泛的是化学镀。它通常包括以下几个工序：消
29
50－60 0.3－5
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
22
四，敏化
敏化是继粗化之后又一重要工序。敏化处理是使非金属 表面吸附一层容易氧化的物质，以便在活化处理时被氧化， 在制品表面上形成“催化膜”。 常用的敏化剂为二价锡盐和三价钛盐。一般采用二氯化 锡的酸性溶液或二价锡的络合碱性溶液。 1. 敏化机理 酸性敏化液处理工件，最终在工件表面上吸附一层凝胶 状物质，这层凝胶状物质，不是在敏化液中形成的，而是 在下一步水洗时产生的。常用的二价锡盐敏化液，为了防 止二价锡的水解，溶液必须呈酸性。在敏化液中浸渍过的 工件，表面附有一层敏化液，当移入清洗槽时，由于清洗 水的pH值比敏化液的pH高，二价锡发生水解作用。
表22—3 成分及操作条件 氢氧化钠 NaOH/g· -1 L 碳酸钠 Na2CO3/g· -1 L 磷酸钠 Na3PO4/g· -1 L 焦磷酸钾 K4P2O7 /g· -1 L OP乳化剂 /g· -1 L 海鸥洗涤剂 /mL· -1 L 十二烷基磺酸钠 /g· -1 L 温度 /℃ 时间 /min
非金属材料除油工艺 配 1 20~30 30~40 20~30 1~3 2 30 方 3 30 30 50
30 30
55~55 30
1 50~55 10
5 1 60~70 3~5
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
10
22.3
表面粗化
粗化的目的是提高零件表面的亲水性和形成适当的粗糙 度，以保证镀层有良好的结合力。它是决定镀层结合力的关
化学镀（课件）
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
1
第二十二章 非金属电镀
非金属表面金属化后，可以获得导电、导磁、耐磨、
抗老化、耐热、可焊接等性能和不同色泽的金属外观，从
而使非金属材料的装饰性和功能性增强、使用范围拓宽。 非金属表面金属化的方法有喷镀、电镀(包括化学镀)、 直空蒸镀、阴极溅射或离子镀等多种工艺，但目前在工业 中应用最多的是电镀工艺。近年来．非金属材料电镀作为
100 100 40 66
100
60~70 15~30 5~15 室温 2 20~40 30~5 60~85 10~30 室温 至表面微微发白 室温 1~3
95~80
5~20 室温 1~5
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
18
22．3．3 化学粗化 化学租化实质是一个化学侵蚀过程，即通过对非金属材
料制品表面的氧化和蚀刻而起粗化作用、提高与镀层的结
第二章 金属电结晶 电镀工艺学 11
非金属材料种类繁多，其电镀工艺也有所区别，但主
要区别在于前处理中的粗化工艺不同。因此，以目前应用 最多的ABS塑料为例介绍粗化工艺，同时适当给出其他非 金属的粗化工艺。 22．3．1 机械粗化 机械粗化适用于表面光洁度要求不高的零件，有喷砂、 打磨等方法，对小零件可用滚动摩擦方法(类似于一般电
700~900 40~50 90~95 5~10 80~150 850~920 5~10 80~95 5~20
20~40 3~10
室温 3~510~30Βιβλιοθήκη 10~20室温 10s~60s
100~200 室温 5s~15s
①粗化处理后可晾干或甩干后在60℃~70℃下烘干，然后化学镀 ②粗化处理后涂铜粉(粒度为50μm~100 μm)、浸酸，然后化学镀
第二章 金属电结晶 电镀工艺学
6
通常用热处理法消除塑料的内应力，即将塑料制品在
低于其热变形温度的温度下保温一定时间，使塑料内部分 子重新排列，以达到减小或消除内应力的目的。常用塑料 的热处理温度，列于表22-2。 也可以用溶剂浸泡法消除应力。例如，ABS塑料可在 丙酮:水=1:3的混合溶液中，于15℃~30℃下浸泡20min~30 min。
第二章 金属电结晶 电镀工艺学 21
表22—8 ABS常用粗化液组成及工艺条件
成分及操 作条件
CrO3
H2SO4 H3PO4
配 1
400
350
方 4
24
780
2
180－200
1000
3
30
1080 180
5
620
154
6
830
H2Cr2O4
温度 时间 50－60 25－40 60－70 60－120 60－70 60－120 60－70 1－5 60－70 0.3－4.5
镀前处理中的滚光工序)。
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
12
机械粗化的效果与所用磨料性质和粒度有关。磨料性
质不同，则粗化方法和粗化效果不同，对镀层结合力的影 响也不同。磨料粒度越大，在制品表面造成的粗糙度糙大，
越利于提高镀层与基体的结合力，但应根据对制品表面光
洁度的要求选择合适的粒度，常用的粒度范围为120目~ 200 目。
适用于其他塑料粗化的有机溶剂，如表22—6所列。某些塑
料化学粗化前的有机溶剂粗化工艺，列于22－7。
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
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表22—5
成 分 及 操 作 条 件
ABS塑料有机溶剂粗化工艺规范
有机溶剂粗化-银盐活化-步法① 有机溶剂粗化-涂铜粉法② 亲 水 处 理 1 2 粗化处理 粗化处理 涂铜粉后浸酸
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
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表22-2 常用塑料的热处理温度 材 料 热处理温度/℃ 材 料 热处理温度/℃
聚丙烯
氯化聚醚 聚苯醚
80~100
80~120 100~120
聚甲醛
聚砜 聚碳酸酯
90~120
110~120 110~130
改性聚苯烯
聚酰胺
50~60
(1)沸水、2h(壁厚 1.5mm) (2)沸水、16h (壁厚 6mm) (1)65℃~75℃、2h ~4h (2)25%~30%丙酮、室温、 20min~30min
硫酸H2SO4 98％/ml • L-1 重铬酸钾K2Cr2O7/g • L-1 冰醋酸CH3COOH/体积分数％ 氯化亚锡SnCl2 • 2H2O /g • L-1 二氯乙烷C2H4Cl2 /g • L-1 乙二醇(CH2OH)2 /g • L-1 硝酸银AgNO3 /g • L-1 三氯乙烷C2H3Cl3 /体积分数％ 乙醇C2H5OH /体积分数％ 盐酸HCl 37% /ml • L-1 温度/℃ 时间/min
合力。下面以ABS塑料为例简述化学粗化的作用机制。 ABS塑料是丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(s)的三元共聚 物，其结构为橡胶状的B组分分散于S－A聚合形成的球形 刚性骨架之中。化学粗化时，粗化液可溶解制品表面层的B
组分，而S—A骨架基本不溶，从而形成很多的瓶颈形凹坑，
使制品表面微观粗糙明显增加，并使镀层与基体能实现机 械“锁扣”式结合。
ABS塑料
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
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22．2
除
油
除油的目的是清除制品表面在模压、存放和运输过程中 残留的脱模剂和油污，以保证非金属制品能在下一个工序 中均匀地进行表面粗化。 非金属材料的除油与金属一样，可用有机溶剂或碱性除 油溶液除油。采用的有机溶剂应对非金属材料无破坏作用， 不发生溶解、溶胀、银纹和龟裂、氧化等现象。生产中常 用的有乙醇、丙酮、甲醇、三氯乙烯等。采用的碱性除油 液应含有起润湿、缓蚀等作用的表面活性剂、溶液温度不 能超过塑料粘流化温度，即不能使塑料发生塑性变形。生 产中为方便起见，对塑料制品常选用钢铁件除油液，在 50℃~70 ℃的温度下使用。表22－3给出了一些常用的除油 工艺。
生产中多用极性溶剂浸泡法检查塑料制品是否存在内应
力。即将塑料制品在极性溶剂中浸泡2min~5min后取出，观 察其麦面是否出现细微裂纹。以裂纹的出现表征内应力的存 在，裂纹越多越粗，内应力越大。表22－1列出了一些常用 塑料的检验溶剂。
第二章 金属电结晶 电镀工艺学 4
表22－1 材 料
某些常用塑料的内应力检验溶剂 检 验 溶 剂
后取出、立即清洗，晾干后检查其表面。若表面出现细微、
致密的裂纹，即说明出现裂纹处存在内应力；裂纹越多，应
力越大。 然后，再在冰醋酸中浸2min，若零件表面有深的裂纹， 则表明该处内应力很高。 (2) 混合溶剂浸泡法 将制品浸入21 ℃ ± l ℃的体积比为 1:1的甲基乙基酮和丙酮的混合溶剂中，浸泡15s后取出、立 即甩干，用(1)中的方法检查零件表面。
有机玻璃
苯乙烯及其共聚物 聚酰胺(尼龙66、尼龙1016等) 聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等
沸水
冰醋酸、煤油 正庚烷 四氯化碳 (1)冰醋酸
ABS塑料
(2)甲基乙基酮和丙酮的混合溶剂
第二章 金属电结晶
电镀工艺学
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以ABS塑料制品为例说明检查内应力的具体方法： (1) 冰醋酸浸泡法 特制晶在24℃±3℃的冰醋酸浸泡30，
第二章 金属电结晶 电镀工艺学 16
表22－6
材 料
聚乙烯 聚苯乙烯
适合某些塑料粗化的有机溶剂 检验溶剂
二氯乙烷、丙酮、二甲苯 丙酮、汽油
聚丙烯
聚氯乙烯 聚碳酸酯 聚胺和聚酰胺
汽油、卤代烃
口氯化碳、环乙烷、四氢呋哺 含氯有机溶剂、甲醇、 异丙醇等低级不饱和醇，乙醚，苯 环乙烷、苯甲醇
第二章 金属电结晶
一种成熟的表面处理技术，已在从日用品、家用电器到高
新技术产业和国防工业的众多领域中得到广泛应用。
第二章 金属电结晶 电镀工艺学
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由于非金属材料通常是不导电的，无法直接用电沉
积方法沉积金属层，因而进行非金属电镀的前提是使工 件表面获得一定的导电性，以及如何使镀层与金属基体 有良好的结合力，所以，镀前预处理成为整个电镀工艺 的关键。可以有多种前处理方法使非金属表面形成金属 化导电层，如喷涂、浸挂、气相沉积、银和烧渗等等。 应用最广泛的是化学镀。它通常包括以下几个工序：消
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50－60 0.3－5
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四，敏化
敏化是继粗化之后又一重要工序。敏化处理是使非金属 表面吸附一层容易氧化的物质，以便在活化处理时被氧化， 在制品表面上形成“催化膜”。 常用的敏化剂为二价锡盐和三价钛盐。一般采用二氯化 锡的酸性溶液或二价锡的络合碱性溶液。 1. 敏化机理 酸性敏化液处理工件，最终在工件表面上吸附一层凝胶 状物质，这层凝胶状物质，不是在敏化液中形成的，而是 在下一步水洗时产生的。常用的二价锡盐敏化液，为了防 止二价锡的水解，溶液必须呈酸性。在敏化液中浸渍过的 工件，表面附有一层敏化液，当移入清洗槽时，由于清洗 水的pH值比敏化液的pH高，二价锡发生水解作用。