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第1章 电镀溶液导电过程与电极反应基本知识 1

1.1 两类导电体 1

1.1.1 电子导电回路 1

1.1.2 电解池回路 1

1.1.3 原电池回路 2

1.2 法拉第定律 3

1.2.1 法拉第定律 3

1.2.2 电流效率计算 3

1.2.3 电流密度、电镀时间及镀层平均厚度之间关系 4

1.3 电镀溶液的电导 5

1.3.1 电解质溶液的电导 5

1.3.2 影响离子运动速度的因素 5

1.3.3 摩尔电导 6

1.3.4 无限稀释摩尔电导或极限摩尔电导 7

1.3.5 电导率、摩尔电导和无限稀释摩尔电导的应用 8

1.3.6 离子淌度和离子迁移数 9

1.4 电镀生产中的“双性电极”现象 12

1.4.1 双性电极现象的发生条件 12

1.4.2 双性电极现象的危害 13

1.4.3 双性电极现象的有益方面 14

第2章 电极电位 16

2.1 相间电位和电极电位 16

2.1.1 相间电位 16

2.1.2 金属接触电位 18

2.1.3 电极电位 18

2.1.4 绝对电位和相对电位 19

2.1.5 液体接界电位 22

2.2 电化学体系 23

2.2.1 原电池（自发电池） 23

2.2.2 电解池 27

2.2.3 腐蚀电池 28

2.3 平衡电极电位 28

2.3.1 电极的可逆性 28

2.3.2 可逆电极的电位 29

2.3.3 电极电位的测量 30

2.3.4 可逆电极类型 30

2.3.5 标准电极电位和标准电化序 31

2.4 不可逆电极 32

2.4.1 不可逆电极定义 32

2.4.2 不可逆电极的类型 32

2.4.3 可逆电极与不可逆电极电极的判别 33

2.4.4 影响电极电位的因素 33

第3章 电极与溶液界面的性质 35

3.1 概述 35

3.1.1 研究电极／溶液界面性质的意义 35

3.1.2 理想极化电极 35

3.2 离子双电层的结构模型 36

3.2.1 双电层结构模型发展概况 36

3.2.2 “斯特恩（Stern）双电层”模型 38

3.3 双电层微分电容 39

3.4 电毛细现象 41

3.5 零电荷电位 44

3.6 活性粒子在电极与溶液界面上的吸附 45

3.6.1 无机离子在“电极／溶液”界面上的吸附 45

3.6.2 有机分子的吸附 48

思考题 51

第4章 电极的极化 52

4.1 电极的极化 52

4.1.1 极化 52

4.1.2 极化发生的原因 52

4.1.3 浓度极化 53

4.1.4 电化学极化 53

4.2 极化曲线 54

4.2.1 极化曲线和极化度 54

4.2.2 原电池和电解槽极化的区别 55

4.3 极化曲线的测量 56

4.3.1 恒电流法 56

4.3.2 恒电位法 56

4.4 极化曲线在电镀中应用 57

4.4.1 镀液性能的比较与选择 57

4.4.2 添加剂的影响 58

4.4.3 附加盐的影响 59

4.4.4 pH与温度的影响 60

4.4.5 电镀时的阴极过程探讨 61

4.5 析出电位 61

第5章 液相传质步骤动力学 64

5.1 液相传质的三种方式 64

5.1.1 液相传质的三种方式 64

5.1.2 液相传质三种方式的相对比较 67

5.1.3 液相传质三种方式的相互影响 68

5.2 稳态扩散过程 68

5.2.1 理想条件下的稳态扩散 69

5.2.2 真实条件下的静态扩散过程 70

5.2.3 旋转圆盘电极 73

5.2.4 电迁移对稳态扩散过程的影响 75

5.3 浓差极化的规律和浓差极化的判别方法 76

5.3.1 浓差极化的规律 76

5.3.2 浓差极化的判别方法 79

思考题 80

第6章 电子转移步骤动力学 81

6.1 电极电位对电子转移步骤反应速率的影响 81

6.1.1 电极电位对电子转移步骤活化能的影响 81

6.1.2 电极电位对电子转移步骤反应速率的影响 84

6.2 电子转移步骤的基本动力学参数 85

6.2.1 交换电流密度j0 85

6.2.2 交换电流密度与电极反应的动力学特性 87

6.2.3 电极反应速率常数K 88

6.3 稳态电化学极化规律 89

6.3.1 电化学极化的基本实验事实 89

6.3.2 巴特勒－伏尔摩（Butler-Volmer）方程 90

6.3.3 高过电位下的电化学极化规律 92

6.3.4 低过电位下的电化学极化规律 92

6.3.5 稳态极化曲线法测量基本动力学参数 94

6.4 多电子的电极反应 95

6.4.1 多电子电极反应 95

6.4.2 多电子转移步骤的动力学规律 96

6.5 双电层结构对电化学反应速率的影响（ψ1效应） 98

6.6 电化学极化与浓差极化共存时的动力学规律 102

6.6.1 混合控制时的动力学规律 103

6.6.2 电化学极化规律和浓差极化规律的比较 105

第7章 阴极析氢过程 107

7.1 析氢对镀层质量的影响 107

7.1.1 氢脆 107

7.1.2 针孔和麻点 108

7.1.3 鼓泡 108

7.1.4 电流效率下降 108

7.1.5 工件局部无镀层或镀层不正常 108

7.2 氢析出反应机理 109

7.2.1 迟缓放电机理 109

7.2.2 迟缓复合机理和电化学脱附机理 110

7.3 影响阴极析氢的因素 111

7.3.1 金属材料本性的影响 111

7.3.2 金属材料的表面状态及加工性质的影响 112

7.3.3 镀液成分对阴极析氢的影响 112

7.3.4 温度的影响 113

7.3.5 pH的影响 114

7.3.6 阴极电流密度的影响 114

7.4 减少析氢注意事项 114

7.4.1 减少金属中渗氢的数量 114

7.4.2 采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层 114

7.4.3 镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患 114

思考题 115

第8章 金属的电沉积过程 116

8.1 金属电沉积的基本历程和特点 116

8.1.1 金属电沉积的基本历程 116

8.1.2 金属电沉积过程的特点 117

8.2 简单金属离子的阴极还原 117

8.2.1 金属离子阴极还原的基本事实 117

8.2.2 简单金属离子的阴极还原 119

8.3 金属络离子的阴极还原 120

8.3.1 在电极上直接放电的离子 120

8.3.2 络离子放电时对极化的影响 123

8.4 表面活性物质对金属离子还原过程的影响 124

8.5 金属的电结晶过程 127

8.5.1 盐溶液中的结晶过程 127

8.5.2 电结晶形核过程 128

8.5.3 在已有晶面上的延续生长 129

8.5.4 电结晶条件对镀层质量的影响 131

思考题 132

第9章 电镀的阳极过程 133

9.1 电镀中的阳极和钝化现象 133

9.1.1 阳极电化学钝化 133

9.1.2 阳极化学钝化 134

9.2 金属钝化的机理 135

9.2.1 基体清除钝化膜前后电位变化 136

9.2.2 钝化理论 136

9.3 影响电镀中阳极过程的主要因素 138

9.3.1 金属本性的影响 138

9.3.2 溶液组成的影响 139

9.3.3 电镀工艺的影响 140

9.4 钝态金属的活化 142

思考题 142

第10章 影响电镀层组织的因素 143

10.1 电沉积过程对镀层的影响 143

10.2 电镀液对镀层的影响 143

10.2.1 电镀液本身的影响 144

10.2.2 电镀盐中主盐浓度的影响 144

10.2.3 附加盐的影响 145

10.2.4 添加剂的影响 146

10.2.5 络合剂 148

10.2.6 缓冲剂 148

10.2.7 阳极去极化剂 148

10.3 电镀规范对镀层的影响 148

10.3.1 电流密度 149

10.3.2 温度 149

10.3.3 pH值 150

10.3.4 搅拌 150

10.3.5 电流波形 151

10.3.6 换向电流的影响 151

10.3.7 极间距 152

10.4 基体金属对镀层的影响 152

10.4.1 基体材料 152

10.4.2 基体镀前加工性质 152

第11章 影响镀层分布的因素 154

11.1 概述 154

11.2 电解液分散能力的数学表达式 154

11.2.1 电解液分散能力的数学表达 154

11.2.2 初次电流分布（一次电流分布） 155

11.2.3 二次电流分布（实际电流分布） 155

11.3 影响电流及金属在阴极表面分布的因素 156

11.3.1 几何因素 156

11.3.2 电化学因素的影响 159

11.3.3 分散能力的测定方法 160

11.4 电解液的覆盖能力 162

11.4.1 影响镀液覆盖能力的因素 162

11.4.2 覆盖能力的测定方法 163

11.5 整平能力 164

11.5.1 镀液的整平能力 164

11.5.2 整平能力的测定方法 165

参考文献 167