第一章 超硬材料电镀制品概论 1
第一节 超硬材料电镀制品的发展及应用 1
一、应用发展史 1
二、加工对象 1
三、在工业应用领域中的地位和作用 1
第二节 超硬材料电镀制品的产品特征 3
一、产品品种特色 3
二、产品的结构形式 4
三、工作层的组织(内部微观组织特点) 4
四、使用特性 5
第三节 超硬材料电镀制品的制造工艺特点 5
一、制造工艺的特点 5
二、工艺装备的特点 6
第二章 电化学基本知识 7
第一节 两类导体 7
一、电镀电流回路 7
二、电子导体与离子导体 8
三、两类导体界面间的电荷转移(电极反应) 8
第二节 法拉第定律 9
一、法拉第第一定律 10
二、法拉第第二定律 10
三、合金的电化当量 11
四、法拉第恒量的物理意义 11
第三节 电流效率及有关电镀参数的计算公式 11
一、电流效率 11
二、有关电镀参数的计算公式 13
第四节 电解质溶液的电导率及离子迁移数 15
一、溶液电导率的概念 15
二、溶液电导率的影响因素 16
三、溶液电导率的测定方法 19
四、离子迁移数 19
五、影响离子迁移数的因素 20
第五节 电解质溶液中的导电和传质过程 20
一、液相传质的三种形式--对流、扩散、电迁移 20
二、电镀溶液导电与传质过程简析 21
第六节 电极与深液界面的双电层理论 23
一、研究电极与深液界面的意义 23
二、双电层的形成 23
三、双电层的结构与电特性 24
四、影响双电层结构及性质的因素 25
第七节 电极电位 26
一、研究电极电位的意义 26
二、电极电位 26
三、标准电极电位及电化序 27
四、平衡电极电位及能斯特方程式 28
五、电极电位的测试 29
第三章 电极过程动力学 31
第一节 电极的极化与极化曲线 31
一、电极的极化及过电位 31
二、分解电压与折出电位 32
三、极化曲线 32
四、影响极化曲线的因素 33
五、极化曲线的测定 34
第二节 电级过程及其速度控制步骤 34
一、电极过程 34
二、电极过程的基本步骤 35
三、稳态与非稳态电极过程 35
四、稳态电极过程的速度控制步骤 35
第三节 电化学步骤的动力学 36
一、交换电流 36
二、电化学极化的产生 37
三、交换电流与电化学极化的关系 38
四、电极的极化对电化学步骤反应速度的影响 38
五、电化学极化的基本特征--电化学极化基本方程式 39
六、线性极化方程式--i〈〈io时的电化学极化特征 40
七、塔费尔方程式--i〉〉io时的电化学极化特征 41
八、双电层电位分布对电化学极化的影响--Φ1效应 42
第四节 液相扩散步骤的动力学 42
一、液相传质的速度控制步骤--扩散 42
二、浓差极化的产生 43
三、稳态扩散的速度公式 43
四、扩散步骤的极化特征--浓差极化方程式 44
五、电迁移对扩散的影响 45
第五节 电化学步骤与扩散步骤联合控制下的动力学特征 46
一、电化学极化与浓差极化并存的极化方程式 46
二、电化学极化与浓差极化并存的极化曲线 46
三、η与io、id、ic之间关系的综合讨论 47
四、电化学步骤与扩散步骤动力学特征的比较 47
第四章 金属电沉积 49
第一节 概述 49
一、金属电沉积的范畴及研究内容 49
二、金属电镀层的分类 49
三、电镀溶液的基本类型 50
四、电镀工艺参数 50
五、金属电镀层的组织和性能特点 51
六、影响镀层组织和性能的因素 52
第二节 金属离子在阴极上还原的可能性 52
一、金属离子在阴极上还原的可能性 52
二、金属离子还原过程中涉及电化学极化的若干规律 53
第三节 简单金属离子的阴极还原 54
一、简单金属离子电沉积的基本过程 54
二、简单金属离子的放电步骤 55
第四节 金属配离子的阴极还原 55
一、配合物电解液中离子的真实浓度 55
二、配合物电解液中放电离子的形态 56
三、金属配离子电沉积的基本历程 56
四、配位剂对阴极还原的影响 56
第五节 金属电结晶 57
一、金属电结晶的步骤 57
二、电结晶过程的过电位 57
三、理想晶面的生长过程 58
四、实际晶面的生长过程 59
五、新晶核的生长 59
六、多晶沉积层的生长过程 60
七、多晶沉积层的形态及其与过电位的关系 61
第六节 合金电沉积 62
一、合金电沉积的实际意义 62
二、合金电沉积的基本条件 62
三、影响合金电沉积的因素 63
第七节 金属电沉积过程中的阴极析氢 65
一、阴极析氢对电镀的不良影响 65
二、阴极析氢的反应机理 66
三、氢的过电位 66
四、影响阴极析氢的因素 67
第八节 电镀中的阳极过程 68
一、电镀中阳极的作用 68
二、阳极极化曲线 69
三、金属的阳极溶解 69
四、金属的阳极钝化 70
五、影响金属阳极过程的因素 71
第五章 有机表面活性物质在电镀中的作用 73
第一节 有机表面活性物质简介 73
一、有机表面活性物质及应用 73
二、有机表面活性物质的结构及其分类 74
第二节 有机表面活性物质在溶液与电极界面上的吸附 74
一、吸附自由能 74
二、电极电位对界面吸附的影响 75
第三节 界面吸附对金属电沉积过程的影响 75
一、界面吸附引起的阴极极化 75
二、界面吸附对金属离子放电的影响 76
三、有机添加剂的整平与增光作用的机理 77
第六章 金属镀层分布 79
第一节 概述 79
一、镀层分布的不均匀性 79
二、分散能力和覆盖能力 80
第二节 电流在阴极上的分布 80
一、初次电流分布 81
二、二次电流分布 82
三、改善电流分布的途径 83
第三节 金属在阴极上的分布 84
一、金属镀层分布 84
二、影响镀层分布的因素 85
第四节 分散能力的测定 86
第五节 覆盖能力的测定 90
一、直角阴极法 90
二、内孔法 91
第七章 超硬材料电镀制品的原材料 92
第一节 超硬材料 92
一、超硬材料的品种规格 92
二、超硬材料的基本性质 92
三、适用于电镀制品的超硬材料的特性 94
第二节 基体 96
一、基体材质选择 96
二、基体的机械加工成型 97
第三节 阳极 97
一、镍阳极 97
二、合金阳极 99
第四节 化学试剂 100
第八章 电镀制品基体表面镀前处理 103
第一节 概述 103
一、基体镀前处理的重要意义 103
二、基体的表面状况 103
三、镀前处理的目的和方法综述 104
四、镀前处理工艺流程的编制原则 105
第二节 机械处理 106
第三节 除油 107
一、有机溶剂除油 107
二、碱液化学除油 108
三、电化学除油 110
四、超声波除油 111
第四节 浸蚀除锈与活化处理 112
一、化学强浸蚀 112
二、电化学强浸蚀 115
三、弱浸蚀 116
第五节 不镀部位的绝缘处理 116
一、对绝缘材料的要求 116
二、绝缘处理方法 117
第九章 超硬材料与金属的复合电镀 119
第一节 超硬材料复合镀层概述 119
一、复合镀层的概念 119
二、复合镀层的工业应用 120
三、复合镀层的结构 120
四、复合镀层中唐料与金属之间的结合力 121
五、复合镀层中金属的组织与性能 122
第二节 超硬材料复合电镀工艺的基本特点 124
一、基本工艺程序 124
二、预镀操作要点 125
三、上砂方法要点 126
第三节 电镀溶液的成分及其作用 127
一、电镀溶液配方 127
二、电镀溶液中各种成分的作用 132
三、电极反应 135
第四节 电镀溶液的配制与维护 136
一、电镀溶液的配制 136
二、电镀溶液的维护 138
三、有害杂质的影响及去除 139
第五节 电镀工艺参数 140
一、pH值 140
二、温度 141
三、阴极电流密度 141
四、其它工艺条件 142
第六节 超硬材料复合电镀的计算公式 143
一、计算公式 143
二、计算举例 144
第七节 快速电镀工艺的进展 145
一、综述 145
二、超声波电镀 146
第八节 电镀设备仪器与夹具设计 148
一、电镀电源 149
二、电镀槽及酸碱处理槽 149
三、电镀辅助装置 149
四、电镀挂具与上砂夹具 149
五、辅助阴极和辅助阳极 149
第十章 几类典型的超硬材料电镀制品的制造工艺 152
第一节 电镀什锦锉 152
一、概述 152
二、工艺流程 152
三、工艺要点 153
第二节 电镀磨头 154
一、概述 154
二、工艺流程 155
二、工艺要点 155
第三节 电镀金刚石内圆切割片 157
一、概述 157
二、工艺流程 158
三、工艺要点 158
四、外圆切割片 159
第四节 电镀金刚石套料刀 160
一、概述 160
二、工艺流程 161
三、工艺要点 161
第五节 电镀金刚石滚轮 162
一、金刚石滚轮的应用 162
二、金刚石滚轮制造方法概述 163
三、内镀法制造滚轮工艺 164
四、外镀法制造滚轮工艺 167
第六节 电镀金刚石扩孔器 168
一、概述 168
二、工艺流程 169
三、工艺要点 169
第七节 电镀金刚石绳锯 170
第八节 电镀问断工作面刃磨砂轮 171
一、产品特性及应用 171
二、产品结构类型 171
三、电镀工艺流程 172
第九节 超硬材料的其它电镀制品 172
一、电镀网状挠性磨具 173
二、电镀成型磨削砂轮 173
三、电镀铰刀 173
四、电镀金刚石指甲锉 174
第十一章 镀后处理与镀层质量检测 176
第一节 镀后处理 176
一、除氢处理 176
二、镀液回收处理 177
三、超硬材料的回收处理 177
第二节 镀层质量检测 178
一、检测项目和方法 178
二、常见废品及原因分析 180
第三节 电镀安全技术与环境保护 183
一、电镀车间安全技术 183
二、电镀车间环境保护 183
第十二章 电镀溶液化学分析 185
第一节 镀镍溶液基本成分的测定 185
一、镍的测定 185
二、氯化物的测定 185
三、硫酸根的测定 186
四、硼酸的测定 187
第二节 镍钴合金电镀溶液的定量分析 187
一、硫酸镍的测定(H2O2氧化法) 187
二、硫酸钴的测定 188
第三节 镀液中添加剂及杂质的测定 189
一、添加剂的测定 189
二、主要杂质的测定 189
附录一 电镀常用的化学物品 190
附录二 几何图形的面积计算公式 191
附录三 超硬磨料各粒度尺寸标准对照表 192
附录四 国内外超硬材料电镀制品典型实物图例 193
主要参考文献 201