功能膜层的电沉积理论与技术PDF电子书下载

第1章　金属镀层的电沉积基础 1

1.1　电沉积的基本概念 1

1.2　电沉积的种类与作用 2

1.3　电沉积功能膜层的应用 3

1.3.1 电沉积具有表面装饰与防护性的膜层 4

1.3.2　电沉积耐磨、减摩镀层 6

1.3.3　电沉积自润滑镀层 6

1.3.4　电沉积膜层的析氢电催化 7

1.3.5　非导体材料表面金属化 8

1.3.6　防渗碳和防渗氮镀层 8

1.3.7　电性能镀层 9

1.3.8　电沉积低接触电阻镀层 9

1.3.9　化学镀薄膜电阻 10

1.3.10　电沉积磁性能膜层 10

1.3.11　电沉积钎焊镀层 11

1.3.12　电沉积防光反射与光反射镀层 12

1.3.13　电沉积光选择吸收与热传导镀层 13

1.3.14　电沉积抗高温氧化镀层 14

1.3.15　电沉积接合性镀层 14

1.3.16　电沉积制备金属薄膜与粉末制造 15

1.3.17　电沉积功能梯度镀层复合材料 15

1.3.18 电沉积耐化学品性能镀层 16

1.3.19　生物、杀菌电沉积功能镀层 17

1.3.20　纳米晶和纳米复合镀层的电沉积 17

1.3.21　电铸成型沉积与精密加工 18

1.3.22　功能性铝合金阳极氧化膜层 19

思考题 20

第2章　电沉积的基本原理 21

2.1　电化学基础 21

2.1.1　导体与溶液组成 21

2.1.2　法拉第定律与电流效率 22

2.1.3　电极电位与电极极化 23

2.2.1　传质过程 24

2.2　金属离子沉积的电化学过程 24

2.2.2　界面反应 25

2.3　电沉积结晶生长过程 27

2.3.1　电沉积结晶形核 27

2.3.2　螺旋位错生长 28

2.3.3　电沉积结晶生长 30

2.4　电沉积膜层的形态和外延 31

2.4.1　电沉积膜层的形态 31

2.4.2　分形与电沉积 32

2.5　电沉积膜层的基本性能 34

2.6　影响电沉积膜层质量的主要因素 36

2.6.1　溶液组成的影响 36

2.6.2　电沉积工艺规范对镀层质量的影响 38

2.7　合金电沉积基本理论 42

2.7.1　合金电沉积的特点 42

2.7.2　合金共沉积的基本条件 43

2.7.3　实际金属共沉积的特点和影响因素 44

2.7.4　形成合金镀层时的金属自由能变化 46

2.7.5　合金共沉积的类型和特点 47

2.7.6　合金共沉积的特点 49

2.7.7　合金电沉积的阴极过程 51

2.7.8　合金电沉积的阳极过程和特性 52

2.7.9　电沉积合金镀层的性质 53

2.8　复合电沉积机理 57

2.9　非晶态合金电沉积机理 59

2.9.1　过电位理论 59

2.9.2　成分控制理论 60

2.9.3　原子结合理论 61

2.9.4　其他观点 61

2.10　化学沉积的基本原理 62

2.10.1　化学镀镍的基本原理 62

2.10.2　化学镀铜的基本原理 65

思考题 67

第3章 金属材料表面的镀前处理 68

3.1 钢铁、铜及铜合金零件的镀前处理 68

3.1.1　表面预处理 68

3.1.2　钢铁、铜及铜合金零件的表面前处理工艺流程 69

3.2　不锈钢零件的前处理 70

3.3　铝合金零件的前处理 70

3.4　钛合金零件的前处理 71

3.4.1　钛合金零件的前处理工艺流程 72

3.4.2　氢化物处理 72

3.4.3　浸镍活化处理 73

3.5　锌合金材料的镀前预处理 73

思考题 75

第4章　单金属镀层的电沉积 76

4.1　锌镀层的电沉积 76

4.1.1　氯化物溶液镀锌 76

4.1.2　碱性锌酸盐溶液镀锌 78

4.1.3 酸性镀锌 79

4.1.4　镀锌层的钝化与除氢 80

4.2　铜镀层的电沉积 83

4.2.1　酸性硫酸盐镀铜 83

4.2.2　焦磷酸盐镀铜 86

4.2.3　其他无氰镀铜溶液 87

4.3　镍镀层的电沉积 88

4.3.1 暗镍镀层的电沉积 88

4.3.2　半光亮镍镀层的电沉积 89

4.3.3　光亮镍镀层的电沉积 90

4.3.4　高耐腐蚀多层镍的电沉积 92

4.3.5　特殊要求的镀镍工艺 93

4.4　铬镀层的电沉积 95

4.4.1　镀铬层的性质和用途 95

4.4.2　镀铬溶液的特性和种类 96

4.4.3　镀铬溶液的组成 97

4.4.4　铬的电沉积工艺 100

思考题 103

第5章 电子工业常用镀层的电沉积 104

5.1　印制线路板电沉积 104

5.2　印制电路板水平电沉积 108

5.2.1　水平电沉积原理 109

5.2.2　水平电沉积系统 110

5.3　电子元器件和接插件的电沉积 110

5.4　焊接镀层——锡的电沉积 111

5.4.1　酸性镀锡 113

5.4.2　碱性镀锡 115

5.4.3　有机磺酸盐镀锡 116

5.5　电子元器件镀层——金的电沉积 117

5.5.1　碱性氰化物镀金 117

5.5.2　酸性和中性镀金 118

5.5.3　亚硫酸盐镀金 119

5.6　导电镀层——银的电沉积 120

5.5.4　金合金镀层的电沉积 120

5.6.1　氰化物镀银 121

5.6.2　氰化镀银溶液成分及工艺条件的影响 122

5.6.3　氰化镀银的预处理 123

5.6.4　无氰镀银 124

5.6.5　镀银层的后处理 125

5.7　电插零件镀层——钯及钯合金电沉积 127

5.7.1　钯的电沉积 127

5.7.2　钯镍合金电沉积 128

5.8　电极材料镀层——铂的电沉积 129

5.9　电接点镀层——铑及铑合金以及锇的电沉积 130

5.9.1　铑镀层的电沉积 131

5.9.2　铑钌合金的电沉积 132

5.9.3　锇镀层的电沉积 133

思考题 134

第6章　合金镀层的电沉积 135

6.1　锌基合金镀层电沉积 135

6.1.1　锌-镍合金电沉积 136

6.1.2　锌-铁合金电沉积 140

6.1.3　锌-钴合金电沉积 142

6.1.4　锌-钛合金电沉积 143

6.2　镍基合金镀层电沉积 144

6.2.1　镍-铁合金电沉积 144

6.2.2　镍-钴合金电沉积 146

6.2.3　镍-钨合金电沉积 147

6.3　铜基合金镀层电沉积 150

6.3.1　铜-锡合金镀层电沉积 150

6.3.2　铜-锌合金镀层电沉积 152

6.4　其他类型的合金镀层电沉积 154

6.4.1　锡-镍合金电沉积 154

6.4.2　锡-铋合金合金电沉积 156

6.4.3　锡-银、锡-铈合金电沉积 159

6.4.4　铁-镍合金电沉积 160

思考题 161

第7章　复合镀层的电沉积 164

7.1　复合电沉积镀层的特点和种类 164

7.1.1　复合电沉积镀层的特点 164

7.1.2　复合电沉积膜层的种类 165

7.2　复合电沉积工艺 167

7.2.1　微粒与纤维材料 167

7.2.2　微粒与镀液成分的影响 170

7.3 防护-装饰性复合电沉积膜层 172

7.4　耐磨复合电沉积膜层 174

7.5　减摩（自润滑）复合电沉积膜层 176

7.6　纤维增强复合电沉积 177

7.7　含有液体微胶囊的复合电沉积膜层 178

7.7.1　复合电沉积所用微胶囊的制备 179

7.7.2　含微胶囊的复合电沉积工艺 180

7.7.3　含微胶囊复合镀层的耐磨性 180

7.7.4　含有微胶囊复合镀层的耐腐蚀性能 183

思考题 184

第8章　非晶态合金镀层的电沉积 185

8.1　非晶态合金电沉积的种类和工艺条件 185

8.1.1 非晶态电沉积镀层的种类 185

8.1.2　非晶态合金电沉积工艺条件 186

8.2　非晶态合金镀层在耐腐蚀方面的应用 187

8.2.1　金属-非金属类 187

8.2.2　金属-金属类 188

8.2.3　非晶态镀层的耐腐蚀机理 189

8.2.4　非晶态合金镀层的抗高温氧化性能 191

8.3　非晶态合金镀层在磁性方面的应用 191

8.4　非晶态合金镀层在电子材料方面的应用 192

8.5　非晶态镀层的热处理晶化与耐磨性 193

思考题 195

第9章　化学沉积膜层 196

9.1　化学沉积膜层的特点 196

9.2.1　钢铁零件化学镀镍溶液组成及工艺参数的影响 197

9.2　化学镀镍-磷合金 197

9.2.2　化学镀镍后的热处理 199

9.3　化学沉积镍层在工业领域的应用 200

9.3.1　航空航天工业 200

9.3.2　汽车工业 201

9.3.3　石油、化学工业 201

9.3.4　电子和计算机工业 201

9.3.5　化学镀镍在机械等加工业中的应用 203

9.4.1　多元化学镀镍合金 204

9.4　化学镀镍工艺的发展 204

9.4.2　化学复合镀 205

9.4.3　化学复合镀层的分类 206

9.5　化学镀铜及其在线路板上的应用 207

9.5.1　化学镀铜的溶液组成 207

9.5.2　化学沉积工艺条件的影响 209

9.5.3　化学镀铜在印制线路板制造中的应用 209

9.6.1　塑料零件的化学镀前处理 213

9.6　塑料、陶瓷材料的化学镀 213

9.6.2　陶瓷材料化学镀前处理 215

思考题 216

第10章　铝、钛、镁合金材料的表面氧化膜层 217

10.1　铝及铝合金表面氧化膜层 217

10.1.1 铝及铝合金材料氧化膜层的分类 217

10.1.2　铝合金氧化膜的性质 219

10.1.3　铝合金阳极氧化工艺的选择 220

10.1.4　铝及铝合金的化学氧化处理 221

10.1.5　铝合金硫酸阳极氧化处理 222

10.1.6　铝合金硬质阳极氧化 227

10.1.7　铝合金草酸阳极氧化 229

10.1.8　铬酸阳极氧化与硼酸-硫酸阳极氧化 230

10.1.9　铝合金微弧阳极氧化膜层 231

10.1.10　阳极氧化膜层的染色与封闭 234

10.1.11　功能性铝合金阳极氧化膜的应用 243

10.2　钛及钛合金的阳极氧化处理 245

10.2.1 钛合金阳极氧化机理和脉冲阳极氧化工艺 246

10.2.2　钛合金阳极氧化和微弧氧化工艺 247

10.3　镁及镁合金材料的表面处理 248

10.3.1　镁合金表面化学转化膜层 250

10.3.2　镁合金表面电化学转化膜层 253

10.3.3　镁合金表面电沉积金属镀层 257

思考题 258

第11章　电泳沉积有机膜层 260

11.1　电泳涂料的组成 260

11.2　电泳涂料的分类和电泳涂装膜层的性能 261

11.2.1　电泳涂料的分类 261

11.2.2　电泳涂膜的性能 262

11.3　电泳涂装的基本原理 263

11.4　电泳涂装工艺 265

11.4.1　电泳涂装的一般工艺 265

11.4.2　电泳涂装工艺条件 265

11.5　电泳涂装设备 268

思考题 269

第12章 电沉积与化学沉积膜层的性能检测 270

12.1 电沉积功能膜层的表面质量检测 270

12.2　电沉积膜层厚度的测量 270

12.3　镀层结合力的测量 272

12.3.1　检查镀层结合力的定性方法 273

12.3.2　镀层结合力的定量测试方法 273

12.4　镀层表面粗糙度的测量 273

12.5　镀层显微硬度的测定 274

12.6　镀层内应力的测试 275

12.7　膜层的耐腐蚀性能测试 275

12.7.1　盐雾试验 275

12.7.2　孔隙率测试 276

12.8　镀层的延伸性（脆性）测试 277

12.10　镀层耐磨性能测试 278

12.9　电沉积零件的氢脆敏感性 278

12.11　镀层钎焊性能测试 279

12.12　铝及铝合金氧化膜性能测定 279

思考题 280

第13章 电沉积功能膜层技术的发展与展望 281

13.1　专门用途的合金电沉积膜层 281

13.2　具有生物活性的羟基磷灰石的复合电沉积 282

13.3.1 电沉积纳米晶体的独特性能 284

13.3　电沉积纳米膜层及纳米晶体材料 284

13.3.2 电化学法制备纳米晶体的影响因素 285

13.3.3　电化学方法制备纳米材料实例 286

13.4　电沉积技术与清洁生产 292

13.4.1　无氰化物溶液代替氰化物溶液的电沉积 293

13.4.2　无六价铬电沉积及无铬化学转化处理膜层 293

13.4.3　无氟和无铅溶液的电沉积 295

13.4.4　带有燃料电池的电镀装置来补充电镀需要的电能 296

思考题 296