电镀基本原理与概念
电镀工作原理

电镀工作原理电镀是一种利用电化学原理,通过电流将金属离子沉积在导电基材表面的表面处理工艺。
电镀工艺在现代工业生产中得到广泛应用,它可以提高金属制品的耐腐蚀性、硬度和外观质量,因此在汽车、家电、航空航天等领域都有重要的作用。
下面我们将详细介绍电镀工作的原理及其过程。
首先,电镀的基本原理是利用电解质溶液中的金属离子在电流作用下沉积在导电基材表面,形成金属镀层。
电解质溶液中通常含有金属盐和其他添加剂,如硫酸铜溶液用于铜镀、硫酸镍溶液用于镍镀等。
在电镀过程中,金属离子在阳极释放,成为金属原子,然后在导电基材表面接受电子,还原成金属沉积。
同时,阴极上的电子流向阳极,维持电解质中金属离子的浓度。
这样,金属离子在电流作用下沉积在导电基材表面,形成金属镀层。
其次,电镀工作的过程包括预处理、电镀、后处理三个阶段。
首先是预处理阶段,包括除油、除锈、酸洗、活化等工序,目的是清洁基材表面,去除氧化层和杂质,提高金属镀层的附着力。
其次是电镀阶段,将经过预处理的基材浸入电解质溶液中,通过外加电流,在导电基材表面沉积金属镀层。
最后是后处理阶段,包括清洗、烘干、包装等工序,目的是去除残留的电解质和杂质,保证金属镀层的质量和外观。
此外,电镀工作的原理还受到多种因素的影响,如电流密度、温度、PH值、金属离子浓度、搅拌方式等。
电流密度是指单位面积上的电流量,它直接影响金属镀层的厚度和均匀性。
温度和PH值可以影响金属离子的活性和稳定性,从而影响金属镀层的质量。
金属离子浓度和搅拌方式则影响金属镀层的成分和结构。
因此,在实际生产中,需要根据具体情况对这些因素进行控制和调节,以获得理想的金属镀层质量。
总之,电镀工作的原理是利用电流将金属离子沉积在导电基材表面,形成金属镀层。
电镀工作包括预处理、电镀、后处理三个阶段,每个阶段都有其特定的工艺要求。
同时,电镀工作的原理受到多种因素的影响,需要在生产中进行有效控制和调节。
希望通过本文的介绍,能够对电镀工作的原理有一个更加深入的了解。
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。
电镀法的原理及应用

电镀法的原理及应用1. 电镀法的基本原理电镀法是一种通过在金属表面形成均匀、致密且具有良好附着力的金属薄膜的方法。
它是通过在金属表面上用电解质进行电解而实现的。
电镀法的基本原理如下:•清洗表面:在进行电镀之前,需要将金属表面进行彻底的清洗,以去除表面的油脂、灰尘和氧化物等杂质。
•电解质:选择适当的离子性化合物(如金属盐)作为电解质,使其在溶液中离解成金属阳离子和伴随的阴离子。
•极性:选择适当的电极材料来作为阳极和阴极,以在电解质溶液中产生正负电荷。
•电解过程:将工件作为阴极,通过外加电源将阳极与阴极连接,形成电流流通的闭路。
•电沉积:阳极上的金属离子在电解质溶液中被还原成金属原子,以均匀和致密的方式沉积在阴极表面。
2. 电镀法的应用电镀法广泛应用于各个领域,下面列举了几个重要的应用。
2.1 保护性镀层在金属制品的表面涂上一层金属镀层可以有效地防止金属表面氧化、腐蚀和磨损。
例如,将铁器表面镀上一层铬,可以显著提高铁器的抗氧化和耐腐蚀能力,同时也能增加其外观的美观性。
2.2 装饰性镀层电镀法广泛应用于装饰性镀层的制备。
通过在金属表面镀上一层高纯度的金属,可以使金属制品具有较好的光泽和外观。
例如,将黄铜链条经过数道电镀工序后,可以使其表面呈现出金色的外观。
2.3 硬质镀层电镀法可以制备出具有较高硬度的金属薄膜,用于改善金属制品的耐磨性能。
例如,将车辆传动链条表面进行镀铝、镀铬等处理,可以显著提高链条的耐磨性和使用寿命。
2.4 光学薄膜的制备电镀法也可以用于制备用于光学器件的薄膜。
光学薄膜通常需要具有特定的光学性能,如反射、透过和吸收等。
通过电镀法可以制备出具有良好光学特性的材料,用于制作各种光学器件,如反射镜、透镜等。
2.5 修复和修饰工艺品电镀法还可以用于修复和修饰古代工艺品,如铜器、金器等。
通过在工艺品表面镀上一层金属,可以修复表面的损伤和氧化,使其恢复原本的光泽和外观。
2.6 电子器件制造电子器件中常常需要使用到电镀技术,如印制电路板上的金属连接线、连接器上的导电部件等。
电镀基本原理

电镀基本原理电镀工艺基础理论一、电镀概述简单来说,电镀指借助外界直流电的作用,在溶液中进行电解反应,使导电体例如金属的表面沉积一金属或合金层。
我们以硫酸铜的电镀作例子:硫酸铜镀液主要有硫酸铜、硫酸和水,甚至也有其它添加剂。
硫酸铜是铜离子(Cu2+)的来源,当溶解于水中会离解出铜离子,铜离子会在阴极(工件)还原(得到电子)沈积成金属铜。
这个沉积过程会受镀浴的状况如铜离子浓度、酸碱度(pH)、温度、搅拌、电流、添加剂等影响。
阴极主要反应: Cu2+(aq) + 2e-→Cu (s)电镀过程中的铜离子浓度因消耗而下降,影响沉积过程。
面对这个问题,可以两个方法解决:1.在浴中添加硫酸铜;2.用铜作阳极。
添加硫酸铜方法比较麻烦,又要分析又要计算。
用铜作阳极比较简单。
阳极的作用主要是导体,将电路回路接通。
但铜作阳极还有另一功能,是氧化(失去电子)溶解成铜离子,补充铜离子的消耗。
阳极主要反应: Cu (s) →Cu2+(aq) + 2e-由于整个镀液主要有水,也会发生水电解产生氢气(在阴极)和氧气(在阳极)的副反应阴极副反应: 2H3O+(aq) + 2e-→H2(g) + 2H2O(l)阳极副反应: 6H2O(l) →O2(g) + 4H3O+(aq) + 4e-结果,工件的表面上覆盖了一层金属铜。
这是一个典型的电镀机理,但实际的情况十分复杂。
电镀为一种电解过程,提供镀层金属的金属片作用有如阳极,电解液通常为镀着金属的离子溶液,被镀物作用则有如阴极。
阳极与阴极间输入电压后,吸引电解液中的金属离子游至阴极,还原后即镀着其上。
同时阳极的金属再溶解,提供电解液更多的金属离子。
某些情况下使用不溶性阳极,电镀时需添加新群电解液补充镀着金属离子。
电镀一般泛指以电解还原反应在物体上镀一层膜。
其目前使用种类有:一般电镀法(electroplating)、复合电镀(composite plating)、合金电镀(alloy plating)、局部电镀(selective plating)、笔镀(pen plating)等等。
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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(diffusion plating)阴极溅镀(cathode supptering)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材料性质溶液(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)。
电极电位(electrode 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(standard electrode)。
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:标准电极电位(standard electrode 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)。
表Nernst 电位学说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(osmoticpressure)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:电极电位在热力学的表示法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 :电极电位之意义(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於金属离子M+n与电.盐类水溶液时产生此种电极电位Mt M(aq)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(M x 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。
液间电位差(liquid junction 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。
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。
分解电压(decomposition 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。
表面张力及界面张力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。