电镀理论与工艺PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1　电镀的基本概念 1

1.2　电镀层的分类 1

1.2.1　按镀层用途分类 1

1.2.2　按镀层的电化学性质分类 3

1.3　电镀设备与技术的发展 3

1.3.1 电镀的发展历史 3

1.3.2　电镀设备的发展 4

1.3.3　操作工艺的发展 5

1.3.4　常用镀层及发展趋势 5

1.4　与电镀相关的涂镀技术 5

1.4.1　其他获得金属及其合金涂层的方法 5

1.4.2　电泳和氧化 5

参考文献 6

第2章　金属电沉积理论 7

2.1　金属离子还原的可能性 7

2.2 电结晶过程的动力学 8

2.2.1　通过电流时晶面生长的基本模型 8

2.2.2　吸附原子的表面扩散控制 9

2.2.3　晶核的形成与长大 10

2.3　金属电沉积时晶核形成与晶核长大问题 12

2.3.1 金属电沉积时的晶核形成问题 12

2.3.2　高过电位下晶核生长特点 13

2.3.3　低过电位下晶核生长特点 13

2.4　电沉积过程中金属离子还原时的极化 14

2.4.1　简单金属离子还原时的极化 14

2.4.2　金属配位离子还原时的极化 15

2.5　合金电沉积时的极化 17

2.5.1　合金共沉积的类型 17

2.5.2　金属共沉积理论 18

2.5.3　实际金属共沉积时的特点和影响因素 21

2.6　添加剂的影响 22

2.6.1　添加剂的作用 22

2.6.2　添加剂的类型和功能 23

2.7 电镀层的结构与抗腐蚀性的关系 25

2.7.1 多层镍电化学牺牲阳极抗腐蚀理论 25

2.7.2 电镀多层镍的抗腐蚀机理 26

2.7.3　多层镍电化学牺牲阳极抗腐蚀理论 27

2.7.4　单金属多纳米层抗腐蚀理论 28

2.8　电镀液的分散能力问题 30

2.8.1 阴极表面上电流的分布 30

2.8.2　金属在阴极上的分布 33

2.8.3　改善电镀液分散能力的方法 34

2.8.4 电解液分散能力的测定方法 36

2.9　电镀液的覆盖能力问题 36

2.9.1 影响覆盖能力的因素 37

2.9.2　改善覆盖能力的途径 38

2.9.3　覆盖能力的测定方法 38

2.10　电镀溶液的微观整平能力 39

2.10.1　微观整平能力的概念 39

2.10.2　微观整平能力的类型 40

2.10.3　微观整平能力的测定 42

2.11 电镀过程中各种因素的相互关系 44

参考文献 44

第3章　金属零件电镀前处理 46

3.1　金属零件镀前表面准备的重要性 46

3.2　粗糙表面的机械整平 47

3.2.1　磨光 47

3.2.2　机械抛光 49

3.2.3　滚光、振动光饰、离心光饰 50

3.2.4　喷砂处理 52

3.3 除油 53

3.3.1　有机溶剂除油 54

3.3.2　碱性溶液化学除油 55

3.3.3　电化学除油 57

3.4　浸蚀 59

3.4.1　化学浸蚀 60

3.4.2 电化学浸蚀 63

3.4.3　弱浸蚀 64

3.5　金属的电解抛光 64

3.5.1 电解抛光的机理 65

3.5.2　电解抛光的工艺规范 67

3.6　表面准备的新技术 68

3.7　制定表面准备工艺流程的原则 69

参考文献 70

第4章 电镀锌及锌合金 72

4.1 电镀锌 72

4.1.1　概述 72

4.1.2　氯化钾型镀锌 73

4.1.3　氰化物镀锌 77

4.1.4　碱性锌酸盐镀锌 79

4.1.5　硫酸盐镀锌 81

4.1.6　锌镀层的镀后处理 82

4.1.7　不合格锌镀层的退除 86

4.2　电镀锌合金 86

4.2.1　锌镍合金 87

4.2.2　电镀锌铁合金 89

4.2.3　电镀锌钴合金 90

参考文献 91

第5章　电镀铜及铜合金 94

5.1　电镀铜概述 94

5.1.1 铜镀层的性质和用途 94

5.1.2　镀铜电解液的类型 94

5.2　氰化物镀铜 95

5.2.1　基本原理 95

5.2.2　镀液各成分的作用分析及工艺条件对镀层的影响 97

5.2.3　镀液的配制方法 99

5.2.4　杂质的影响和消除办法 99

5.2.5　镀液的维护 100

5.3　无氰镀铜 101

5.3.1　硫酸盐镀铜 101

5.3.2　焦磷酸盐镀铜 108

5.3.3　其他类型的无氰镀铜工艺 113

5.4　铜镀层的后处理及退除 116

5.4.1　铜镀层的后处理 116

5.4.2　不合格镀铜层的退除方法 116

5.5　电镀铜合金 116

5.5.1 电镀铜锌合金 116

5.5.2　电镀铜锡合金 118

5.5.3　不合格铜锌合金镀层的退除 120

参考文献 120

第6章　电镀镍及镍合金 125

6.1　概述 125

6.1.1　镍镀层的性质及用途 125

6.1.2　镀镍工艺的发展及镀液的分类 126

6.2　普通镀镍（暗镍） 126

6.2.1　普通镀镍电解液各成分的作用及工艺条件的影响 127

6.2.2　普通镀镍电极反应 129

6.2.3　普通镀镍镀液的配制（以瓦特镍为例） 129

6.2.4　普通镀镍镀层的质量检验 129

6.3　光亮镀镍 130

6.3.1　镀镍光亮剂 131

6.3.2　光亮镀镍工艺 134

6.4　镀多层镍 136

6.4.1　电镀半光亮镍 137

6.4.2　镍封闭 138

6.4.3　电镀高应力镍 139

6.4.4　电镀高硫镍 139

6.5　特殊用途镀镍 140

6.5.1　电镀黑镍、枪色镍 140

6.5.2　电镀珍珠镍（缎面镍） 141

6.6　不合格镍层的退除 141

6.7　电镀镍合金 142

6.7.1　电镀镍铁合金 142

6.7.2　电镀镍磷合金 144

6.7.3　电镀镍钴合金 145

参考文献 146

第7章 电镀铬 149

7.1　概述 149

7.1.1　镀铬层的性质 149

7.1.2　镀铬层及电镀铬电解液的类型 150

7.1.3　镀铬工艺的主要特点 151

7.2　镀铬的电极过程 152

7.2.1　镀铬的阴极过程 153

7.2.2　镀铬的阳极过程 154

7.3　镀铬层的结构与性能 155

7.3.1　镀铬层的组织结构和裂纹的形成 155

7.3.2　镀铬层的硬度与耐磨性 156

7.3.3　镀铬层的内应力 157

7.4　镀铬电解液的组成和工艺条件 157

7.4.1　镀铬液中各成分的作用 158

7.4.2　操作工艺条件——温度与电流密度 160

7.5　镀铬溶液中杂质的影响和去除 162

7.5.1　铁杂质的影响和去除 162

7.5.2　氯离子的影响和去除 163

7.5.3　硝酸根的影响和去除 163

7.6　电镀铬工艺技术 164

7.6.1　防护装饰性镀铬 164

7.6.2　电镀硬铬 166

7.6.3　其他镀铬 168

7.7　稀土镀铬添加剂的应用 171

7.8　有机添加剂在镀铬中的应用 172

参考文献 173

第8章　电镀锡及锡合金 175

8.1 酸性镀锡 176

8.1.1　硫酸盐镀锡 176

8.1.2　有机磺酸盐镀锡 180

8.2　碱性镀锡 180

8.2.1　镀液成分及操作条件 181

8.2.2　碱性镀锡的电极反应 181

8.2.3　镀液中各主要成分的作用及操作条件的影响 182

8.2.4　碱性镀锡工艺流程 184

8.3　镀层检验和不合格镀层退除 185

8.3.1　镀层质量检验 185

8.3.2　不合格镀层的退除 186

8.4　冰花镀锡工艺 186

8.5　可焊性镀锡及锡合金 188

8.5.1　电镀可焊性纯锡 188

8.5.2　电镀锡铅合金 190

8.5.3　电镀锡铋合金 192

8.5.4　电镀锡银合金 193

8.5.5　电镀锡铈合金 194

8.5.6 电镀锡合金可焊性比较 195

8.6　其他用途镀锡合金 196

8.6.1　功能性锡铅合金 196

8.6.2　锡锑合金镀层 197

8.6.3　锡铜合金镀层 197

8.6.4　电镀锡钴合金 198

8.6.5　锡基三元合金镀层 199

8.7　镀后处理及不合格镀层的退除 199

8.7.1　镀后钝化处理 199

8.7.2　不合格镀层的退除 200

参考文献 200

第9章　铝及其合金的表面氧化 202

9.1　阳极氧化概述 202

9.2　阳极氧化机理 204

9.2.1 阳极氧化的电极反应 204

9.2.2　阳极氧化膜的生长过程 204

9.2.3 阳极氧化膜的组成和结构 206

9.3　阳极氧化工艺 207

9.3.1 阳极氧化工艺流程 207

9.3.2　硫酸阳极氧化 207

9.3.3　铬酸阳极氧化 210

9.3.4　草酸阳极氧化 211

9.3.5　硬质阳极氧化 212

9.3.6　瓷质阳极氧化 215

9.4　阳极氧化膜的着色 216

9.4.1　化学着色 216

9.4.2　整体着色 218

9.4.3　电解着色 219

9.5 阳极氧化膜的封闭 222

9.5.1　封闭目的和质量要求 222

9.5.2　热水和水蒸气封闭 223

9.5.3　盐溶液封闭 224

9.5.4　常温封闭 226

9.6　微弧氧化概述 227

9.7　微弧氧化机理 229

9.8　微弧氧化工艺 230

9.8.1　工艺特点 230

9.8.2　微弧氧化的电解液体系 231

9.9　微弧氧化膜层的物理化学特性 236

9.9.1　微弧氧化膜层的孔结构特征 236

9.9.2　微弧氧化膜的抗腐蚀特性 239

参考文献 241

第10章　非金属电镀 243

10.1　概述 243

10.2　非金属材料电镀前的表面准备 244

10.2.1　封闭 244

10.2.2　消除应力 245

10.2.3　除油 246

10.2.4　表面粗化 247

10.2.5　敏化 251

10.2.6　活化 252

10.2.7　化学镀前表面处理的新方法 256

10.3　化学镀 256

10.3.1　化学镀铜 257

10.3.2　化学镀镍 260

10.4　ABS塑料电镀 264

10.5　非金属表面直接电镀 266

10.5.1　钯化合物体系的直接电镀 267

10.5.2　导电高分子聚合物体系的直接电镀 268

10.5.3　炭黑体系的直接电镀 270

参考文献 271

第11章　复合电镀 272

11.1　概述 272

11.1.1　基本概念 272

11.1.2　复合镀层的特点 273

11.1.3　复合电镀与普通电镀的差异 274

11.1.4　复合镀层的分类与应用 275

11.1.5　复合镀层中微粒含量表示法 275

11.1.6　复合电镀的历史及发展趋势 276

11.2　复合电镀工艺 276

11.2.1　复合电镀的基本条件及装置 276

11.2.2　复合电镀的影响因素 277

11.3　复合电镀机理及模型 279

11.4　电镀镍复合镀层 281

11.4.1　镀液组成及工艺条件 282

11.4.2 工艺参数对镀层的影响 282

11.4.3　复合镀层的性能 285

11.4.4　不合格镍复合镀层的退除 287

11.5　化学镀合金复合镀层 287

11.5.1　化学镀液的稳定性 288

11.5.2　化学复合镀机理 288

11.5.3　化学复合镀液组成及工艺条件 288

11.5.4　化学复合镀层的影响因素 290

11.5.5　化学复合镀层的特性及应用 294

参考文献 294

第12章　纳米晶电镀 299

12.1　纳米晶材料概述 299

12.1.1　纳米材料与纳米技术 299

12.1.2　纳米效应 300

12.1.3　纳米材料的新特性 301

12.1.4　纳米晶材料的Hall-Petch关系 302

12.1.5　纳米晶材料的制备方法 303

12.2　电镀法制备纳米晶材料 304

12.2.1　纳米晶电镀的优点 304

12.2.2　电镀纳米晶材料的原理与制备方法 304

12.2.3 纳米晶电镀的影响因素 306

12.3　纳米晶电镀工艺及特性 306

12.3.1 镀镍 307

12.3.2　镀银 310

12.3.3　镀钴 311

12.3.4　镀铜 312

12.3.5　镀Ni-P合金 314

12.3.6　镀Cu-Ni合金 315

12.3.7　镀Co-Ni合金 316

12.3.8　镀Ag-Te合金 318

12.4　纳米晶电镀的应用 320

参考文献 321

附录 323

一、25℃下一些水溶液中的标准电极电势（NHE） 323

二、某些电镀溶液的阴极电流效率 324

三、各种金属离子可供选择的配合剂 324

四、一些金属的物理性质 325