100 frågor om grundläggande kunskaper om elektroplätering (del 1: 1-30)
1. Vad är elektrolys?
Svar:Elektrolys är processen där en elektrolyt genomgår nedbrytning på grund av en redoxreaktion vid elektroderna när en elektrisk ström passerar genom den. När strömmen appliceras rör sig katjonerna i elektrolyten mot katoden, där de får elektroner och reduceras för att bilda nya ämnen. Samtidigt rör sig anjonerna mot anoden, där de förlorar elektroner och genomgår oxidation för att bilda nya ämnen. I vissa fall kan själva elektrodmaterialet genomgå oxidation vid anoden för exempel under elektrolysen av smält natriumklorid:
2. Vad är elektroplätering?
Svar:Elektroplätering är en process där ett tunt lager metall avsätts på ytan på en metalldel genom elektrolys. Processen består av tre huvudstadier: före pläteringsbehandling (såsom avfettning och rostavlägsnande), metallskiktplätering och efterpläteringsbehandling (såsom passivering och väteborttagning).
Elektroplätering används för att förhindra metallkorrosion, reparera slitna delar och förbättra egenskaper såsom hållbarhet, reflektivitet, konduktivitet och estetik. Under processen fungerar metalldelen som ska pläteras som katoden, medan metallplattor eller stavar i pläteringsmaterialet fungerar som anoden. Dessa komponenter är suspenderade på kopparstänger och nedsänks i en elektrolytlösning som innehåller metalljoner. En likström appliceras sedan för att underlätta avsättningen av metallskiktet.
I vissa fall används olösliga anoder, såsom bly- eller bly-antimonlegeringsanoder för kromplätering.
3. Varför kan elektrolyter genomföra elektricitet?
Svar:Hur elektrolyter leder elektricitet skiljer sig från metallledarna. I metallledare transporteras elektrisk ström av rörelsen av fria elektroner. Däremot, i elektrolyter, transporteras strömmen med laddade joner.
Elektrolyter är elektriskt neutrala eftersom de innehåller lika stora mängder positiva och negativa joner. Men när en spänning appliceras får det starka elektriska fältet att dessa joner rör sig mot elektroder av motsatta polaritetskatter migrerar mot katoden, medan anjoner rör sig mot anoden. Denna rörelse av joner gör det möjligt för elektrisk ström att flyta genom elektrolyten, vilket gör att den kan utföra elektricitet.
4. Vad är den grundläggande proceduren för att framställa en elektropläteringslösning?
Svar:Den grundläggande proceduren för att framställa en elektropläteringslösning är som följer:
- Upplösande kemikalier:Placera först de nödvändiga elektropläteringskemikalierna i en liten blandningstank och tillsätt sedan en lämplig mängd rent vatten för att lösa dem. Undvik att hälla kemikalier direkt i pläteringstanken.
- Ta bort föroreningar:Använd olika kemiska metoder för att ta bort föroreningar från lösningen och behandla den med aktivt kol.
- Filtrering:Efter behandling och sänkt, filtrera lösningen i en ren pläteringstank och tillsätt vatten för att nå den nödvändiga volymen.
- Justeringsprocessparametrar:Finjustera pläteringslösningen enligt processpecifikationer, inklusive pH-värde, temperatur och tillsatser.
- Elektrolytisk rening:Slutligen applicera en låg strömtäthet för elektrolytisk avsättning för att avlägsna restmetalljonföroreningar tills lösningen är klar för drift.
5. Vilka är de viktigaste faktorerna som styr tjockleken på elektropläteringsskiktet?
Svar: De viktigaste faktorerna som styr tjockleken på elektropläteringsskiktet är strömtäthet, strömeffektivitet och elektropläteringstid.
6. Är mässingsplätering och bronsplätering av samma metallplätering?
Svar: Nej, mässingsplätering är en legeringsplätering av koppar och zink, och bronsplätering är en legeringsplätering av koppar och tenn.
7. Vilket förhållande uttrycker Faradays lag? Förklara Faradays första och andra lagar.
Svar: Faradays lag beskriver förhållandet mellan mängden elektricitet som passerar genom elektroden och vikten av elektrodreaktanten, även känd som lagen om elektrolys.
Faradays första lag: Vikten av metall som utfälls under elektrolysen är proportionell mot den nuvarande och tiden som passerar genom elektrolyten.
W=-sats
W -- Vikt av utfällt ämne (G)
K -- proportionell konstant (elektrokemisk ekvivalent)
I -- Aktuell intensitet (Ampere)
T -- Power-on Time (timmar)
Faradays andra lag: Faradays andra lag säger att när samma mängd elektrisk ström passerar genom olika elektrolyter, är massan av den deponerade metallen direkt proportionell mot den kemiska ekvivalenten för varje elektrolyt.
K=ce
C -- proportionell konstant.
E -- kemisk motsvarighet
8. Varför måste pläterade delar rengöras med vatten efter kemisk avfettning och svag syrasning?
Svar: Eftersom den vanliga kemiska nedbrytande lösningen är alkalisk, om den avfettande lösningen direkt föras in i syrakorrosionslösningen, kommer syran och alkali att reagera och minska koncentrationen och effekten av syran. Produkten från neutraliseringsreaktionen vidhäftar arbetsstycket, vilket kommer att påverka beläggningens kvalitet. Därför, efter kemisk avfettning, måste arbetsstycket sköljas med rent vatten innan det går in i syrakorrosionslösningen.
9. Orsaker och lösningar för burrs och grova partiklar i elektropläteringsskiktet
Orsaker:
Burrs och grova partiklar på det elektropläterade skiktet orsakas främst av förorening av pläteringslösningen med suspenderade föroreningar. De viktigaste källorna till dessa föroreningar inkluderar:
Damm från luften som kommer in i pläteringsbadet
Återstående slam eller avlagringar på anoden
Hydrolysprodukter av metallföroreningar
Onormal sammansättning av pläteringslösningen
Olämpliga driftsförhållanden
Lösningar:
Justera sammansättningen av pläteringslösningen för att säkerställa korrekt balans.
Optimera driftsförhållandena, inklusive temperatur, strömtäthet och omröring.
Om avstängda föroreningar är orsaken, filtrera pläteringslösningen regelbundet för att ta bort föroreningar.
Håll pläteringsmiljön ren för att minimera luftburen damm och skräp.
Rengör regelbundet och underhåll anoden för att förhindra uppbyggnad av slam.
Korrekt kontroll av pläteringslösningen och arbetsmiljön hjälper till att uppnå en smidig elektropläterad yta av hög kvalitet.
10. Under elektropläteringsprocessen blir hängaren varm och het. Är det för att pläteringslösningstemperaturen är för hög?
Svar: Även om uppvärmningen av hängaren är relaterad till lösningens temperatur, är de främsta orsakerna:
(1) Den nuvarande som passerar genom hängaren är för stor.
(2) Kontakten på hängaren är dålig och motståndet ökar och får hängaren att värmas upp.
11. Hur effektiva är svavelsyra och saltsyra vid avlägsnande av rost? Kan salpetersyra ta bort rost?
Svar: Generellt sett är koncentrerad saltsyra det bästa för att ta bort rost från produkter. Det kan uppnå hög effektivitet och kommer inte att orsaka överkorrosion eller skada på basmetallen även om tiden är för lång. Svavelsyran är bra på att ta bort ytrostafläckar, men det tar bort rost mycket långsamt. Överkorrosion kommer att inträffa om tiden är för lång, vilket kommer att orsaka stora skador på produktbasen. Kalpitalsyra kan inte användas för rostavlägsnande eftersom den är mycket oxiderande och oxiderar metaller när den kommer i kontakt med dem, vilket producerar en stor mängd mycket toxisk kväveoxidgas.
12. Varför ska hängaren beläggas med isolerande material?
Svar: I allmänhet, med undantag för kroken och den ledande delen som kontaktar produkten, bör resten av hängaren beläggas med isoleringsmaterial för att minska aktuell förlust och metallförlust, se till att det effektiva området för produkten är elektropläterad, ökar den effektiva strömmen och gör hängaren hållbar.
13. Påverkan av förplätningsbehandling på elektropläteringskvalitet
Långvarig produktionsupplevelse har visat att de flesta elektropläteringsdefekter inte orsakas av själva elektropläteringsprocessen utan av felaktig pre-pläteringsbehandling av metalldelar.
Deplanhet, vidhäftningsstyrka, korrosionsmotstånd och total kvalitetav den elektropläterade beläggningen påverkas direkt av förplätningsbehandling. Korrekt ytberedning säkerställer att metallen är ren, slät och fri från föroreningar, vilket möjliggör en högkvalitativ finish.
- Ytens jämnhet:En grov metallyta gör det svårt att uppnå en smidig och ljus beläggning. Dessutom ökar en grov yta antalet porer i pläteringsskiktet, vilket minskar dess korrosionsbeständighet.
- Renlighet:Närvaron av olja, fett eller smuts på metallytan förhindrar korrekt vidhäftning, vilket leder till defekter eller beläggningsfel.
Att säkerställa en grundlig pre-pläteringsbehandling, inklusive avfettning, rengöring och ytkonditionering, är avgörande för att uppnå en hållbar, enhetlig och högkvalitativ elektropläterad yta.
14. Vad är definitionen av fri cyanid i cyanidpläteringslösning?
Svar: I cyanidpläteringslösning kallas överskottet av cyanid som inte kombineras i det komplexa saltet fritt cyanid. Till exempel är den fria cyaniden i cyanid kopparpläteringslösning den överskottscyanid som bildas [Cu (CN)3]=komplexa joner.
15. I cyanid kopparplätering är anoden passiverad och dåligt upplöst. Varför ökar det fria cyanidinnehållet?
Svar: I cyanid kopparplätering är anoden dåligt upplöst. Även om en del av cyaniden oxideras och konsumeras vid anoden, genereras mer fri cyanid vid katoden på grund av utsläpp av kopparcyanidkomplexjoner, vilket ökar det fria cyanidinnehållet i pläteringslösningen.
16. Vad är effekten av anodmaterialet av syra-ljus kopparplätering på beläggningens kvalitet?
Svar: I den syra-ljusa kopparpläteringsprocessen, om elektrolytisk kopparanod används, genereras kopparpulver lätt, vilket gör att beläggningen är grov, och ljusmattan konsumeras snabbt, så en kopparanod som innehåller en liten mängd fosfor (0. 1-0. 3%) kan användas, vilket kan minskas betydligt (0. 1-0. 3%) kan användas betydligt, vilket kan minska kopparsperulver. Men om en kopparanod med för hög fosforinnehåll används, kommer anodupplösningsprestanda att försämras, vilket får kopparinnehållet i pläteringslösningen att minska.
17. I nickelpläteringslösningen reduceras anodområdet och anodströmtätheten ökar. För närvarande stiger eller faller pH -värdet på lösningen?
Svar: Lösningsens pH -värde minskar. Detta beror på att anoden reduceras, strömtätheten ökar, anoden passiveras och inte upplöses, och efter att anoden passiveras, syret fälls ut och H+ i lösningen ökar, så att surheten ökar och pH minskar.
18. Vad ska läggas till nickelpläteringslösningen för att främja upplösningen av anoden? Är det okej att lägga till en stor mängd borsyra?
Svar: För att främja upplösningen av nickelanoden bör en lämplig mängd kloridjoner tillsättas. Borsyran främjar inte upplösningen av nickelanoden.
19. Vilka skadliga föroreningar bör vara uppmärksamma på i en ljus nickelplätlösning?
Svar: Ljus nickelplätering bör vara uppmärksam på:
(1) Påverka industriella råvaror. Till exempel innehåller nickelsulfat koppar, zink och nitrat och anodnickelplattor innehåller föroreningar såsom järn;
(2) Föroreningar i produktionsprocessen. Till exempel tas koppar och krom in från produkter eller hängare på grund av ofullständig rengöring. Nedbrytning av produkter från organiska tillsatser. Dessa är skadliga föroreningar i ljus nickelplätering och bör tas bort.
20. Är peeling- och flingfenomenet efter nickel-kromplätering främst orsakad av dålig pre-pläteringsbehandling?
Svar: Peeling av beläggningen efter nickel-kromplätering är en faktor, men det orsakas inte nödvändigtvis helt av dålig förplätningsbehandling. Det är relaterat till pläteringslösningens tillstånd och fenomenet med dubbelskikts nickel.
21. Varför finns det en partiell brun film i det krompläterade lagret?
Svar: Den partiella bruna filmen i det krompläterade skiktet orsakas huvudsakligen av otillräckligt sulfat. Dessutom, om badtemperaturen är för låg eller störd av föroreningar (som CL-), en brun film kommer också att produceras i det krompläterade lagret.
22. Varför kan inte metallkrom användas som anod för kromplätering?
Svar: Kromplätering använder inte löslig metallkrom som anod, främst för att det är mycket lätt att lösa upp under krompläteringsprocessen. Den nuvarande effektiviteten för anodmetallkromupplösningen är mycket högre än den nuvarande effektiviteten för katodmetallkromavsättningen. På detta sätt, när elektropläteringsprocessen fortsätter, kommer krominnehållet i pläteringslösningen oundvikligen att bli högre och högre, vilket gör det omöjligt att uppnå normal elektroplätering. Dessutom, när metallkrom används som anod, löses den huvudsakligen in i lösningen i form av trivalenta kromjoner, vilket får en stor mängd trivalenta kromjoner att ackumuleras i pläteringslösningen. Samtidigt, eftersom metallkrom är mycket spröd och svår att bearbeta i olika former, kan all metallkrom kan inte användas som anod. Generellt används bly- eller blylegering som anod i krompläteringsprocessen.
23. Vad är nuvarande intensitet?
Svar: Strömintensiteten förkortas som ström, vilket hänvisar till mängden el som passerar genom tvärsnittet av en ledare per tidsenhet. Enheten är ampere, förkortad som A.
24. Vad är strömtäthet? Hur beräknas det?
Nuvarande densitetAvser mängden elektrisk ström som passerar genom en enhetsarea i elektroden. Vid elektroplätering mäts det vanligtvis iAmper per kvadratisk decimeter (A/D㎡)även om, men dock, men dock, men även om, men även om, även om, även om, även om, även om, även om, men, men, men, men, men, men, men, men, men, men, men, men, men jag, men, men, men, men, men, men, men jag, men, men, men, men, men, men, men jag, men även om,Amper per kvadrat tumanvänds också i vissa länder.
- DeKatodströmdensitetbetecknas somDk.
- DeAnodströmdensitetbetecknas somDa.
Formeln för strömtäthet:
Strömdensitet=Total ström (a)/elektrodytan (d㎡)
Till exempel om den totala pläterade ytan är50 kvadratiska decimeteroch den tillämpade strömmen är100 ampere, den nuvarande densiteten är:
100 A÷50 d㎡=2 A/d㎡
Påverkan av strömtäthet på elektroplätering:
- DeKatodströmdensitetpåverkar beläggningskvaliteten betydligt.
- Om strömtätheten ärför hög, beläggningen kan bli grov eller bränd.
- Om strömtätheten ärför låg, depositionen kan vara ojämn eller för långsam.
- Det påverkar också direktavsättningsgrad, påverkar produktionseffektiviteten.
Att upprätthålla en optimal strömtäthet säkerställer ensmidig, enhetlig och hög kvalitetElektropläterad finish.
25. Vad är aktuell effektivitet?
Svar: Vikten av metall som deponeras på katoden när strömmen passerar genom elektropläteringslösningen överensstämmer inte nödvändigtvis med vikten som beräknas av elektrolyslagen (vikten av materialet som avsatts eller upplöstes på plattan under elektrolysen är proportionell mot mängden ström som passerar genom) och är i allmänhet mindre än teoretiska mängder. Detta beror på att metalljoner under elektrolys inte bara släpps ut och reduceras till metall, men andra sidoreaktioner förekommer också. Till exempel kommer avsättningen av väte att konsumera en viss mängd el. Därför, när en viss mängd metall ska deponeras, är den faktiska strömmen som krävs större än det teoretiskt beräknade värdet. Därför kallas förhållandet mellan det nuvarande värdet som krävs genom teoretisk beräkning och det aktuella värdet som krävs. Ju högre den nuvarande effektiviteten, desto mindre energi slösas bort.
26. Med tanke på strömtätheten och elektropläteringstiden, hur man beräknar tjockleken på elektropläteringsskiktet?
Svar: Bestäm först den aktuella effektiviteten i processen baserat på typen av plätering och leta sedan upp tabellen för att bestämma den elektrokemiska ekvivalenten och densitet (specifik tyngdkraft) för metallen och beräkna sedan enligt följande formel:
■ Beräkningsformel för beläggningstjocklek D (D: Micrometer)
d=(C × dk × t × ηk × 100)/(60 × r)
■ Beräkningsformel för elektropläteringstid T (T: Minute)
t=(60 × r × d)/(c × dk × ηk × 100)
■ Beräkningsformel för katodströmdensitet DK (DK: A/DM2)
Dk=(60 × r × d)/(c × t × ηk × 100)
■ Katodströmeffektivitetsberäkningsformel:
ηk=(60 × r × d)/(c × t × dk × 100)
C=Electrochemical Equivalent (g/ampere · timme)
Dk=katodströmdensitet (ampere/fyrkantig decimeter)
T=Elektropläteringstid (minuter)
ηκ=katodströmeffektivitet (%)
R=Elektropläteringsskiktmetalltäthet (g/cm3)
Exempel: Det är känt att nickelpläteringslösningens strömeffektivitet är 95%, katodströmtätheten är 2,5A/d㎡, vad är tjockleken på beläggningen som erhålls efter 20 minuters elektroplätering? Den elektrokemiska ekvivalenten för nickel är 1.095 och densiteten är 8.8
d=(c × dk × t × ηk) /60r =1. 095 × 2,5 × 20 × 95%× 100 /(60×8.8) =9. 85um.
27. Vilka är anodiska och katodiska beläggningar? För järnsubstrat, vilken typ av beläggningar tillhör zink, koppar, nickel, krom, koppar-tin-legering och andra beläggningar?
Svar: Enligt det elektrokemiska förhållandet mellan beläggningsmetallen och basmetallen kan beläggningen delas upp i anodisk beläggning och en katodisk beläggning. Under normala förhållanden, när elektrodpotentialen för beläggningsmetallen är negativ än för basmetallen, kallas den anodisk beläggning, och vice versa kallas den katodisk beläggning. Elektrodpotentialen för zinkbeläggning är negativ än för järnsubstratet, så zinkbeläggning är en anodisk beläggning. Potentialen för koppar-, nickel- och koppar-tin-legeringsbeläggning är mer positiv än för järnsubstratet. Därför är det en katodisk beläggning. Enligt standardpotentialen är krombeläggning mer negativ än järn, men eftersom krombeläggning är lätt att rena tenderar potentialen att vara positiv, så det är också en katodisk beläggning. Eftersom metallens potential förändras med olika förhållanden kan huruvida beläggningen är anodisk eller katodisk också förändras. Under normala förhållanden är till exempel tennbeläggningen en katodbeläggning för järn, men i organiska syror blir det en anodbeläggning.
28. Vad är den skyddande effekten av anodisk beläggning och katodisk beläggning på basmetall?
Svar: Den skyddande principen för anodisk beläggning är baserad på det faktum att beläggningens potential är mer negativ än basmetallen, och dess elektrolytiska tryck är större, så det blir anoden i korrosionscellen och därmed försenar korrosionen av basmetallen. Även när basmetallen är något exponerad kan beläggningen fortfarande spela en skyddande roll. Därför har mängden porer på den anodiska beläggningen liten effekt på skyddsprestanda. När det gäller tjocklek, ju tjockare beläggningen, desto starkare är skyddande prestanda. Katodisk beläggning spelar bara en rent mekanisk isoleringsroll på basmetallen och har inte den elektrokemiska skyddseffekten av en anodisk beläggning. Därför måste den ha en skyddande effekt när beläggningens porositet är mycket liten. Annars, i porerna eller skadade delar av beläggningen, kommer basmetallen att tjäna som anoden för korrosionscellen, och påskyndar korrosionen av basmetallen. Generellt minskar beläggningens porositet med ökningen av beläggningstjockleken, så ju tjockare tjockleken, desto starkare är skyddande prestanda för den katodiska beläggningen.
29. Vilka är de allmänna kvalitetskraven för pläterade delar före elektroplätering?
Svar: Innan elektroplätering måste de pläterade delarna vara fria från oxidskala, rost, fläckar och olja, och ytan kan helt vätas av vatten utan vattendroppar.
30. Varför ska de pläterade delarna sköljas med rent vatten efter elektroplätering?
Svar: Efter att produkten är elektropläterad och ur tanken följer en stor mängd pläteringslösning på ytan och hålen, och själva pläteringslösningen är vanligtvis frätande. Om det inte rengörs kommer det att korrodera pläteringsskiktet och underlaget, som påverkar produktens utseende och skyddande prestanda. Därför, efter att de pläterade delarna är ur tanken, bör de sköljas med rent vatten och sedan torkas.