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談一談:電鍍工藝發展歷程與前景 


發布時間:05/02/19 10:16:39      來源:當代化工研究

01電鍍的基本概念

 

(1)電鍍技術。

電鍍就是利用電解的原理,在一些被鍍物體的表面通過電的作用,使之表面沉積覆蓋一層金屬薄膜的過程。

通過電鍍,可以起到?;け歡莆锏淖饔?,有效的防止基材被腐蝕,提高被鍍物(金屬或非金屬)的導電、導熱性能,增加硬度、耐用性,同時,電鍍亦能做成美觀的效果,起到裝飾的作用電鍍時,需要電鍍的物件作為陰極,并要求與電鍍液、陽極等構成回路,連接上直流電源,被鍍物表面即開始沉積金屬。

可通過調整電鍍的時間、電流的大小甚至改變鍍液的組成來影響所沉積金屬的性質。電解液的一般為所需電鍍的目標金屬的可溶性鹽或絡合物并加入合適的電鍍添加劑。

而陽極的選擇則由該需鍍金屬或不溶性物質充當。電鍍液及陽極均須選用較為純凈的物質,這樣可以有效的排除其他的不必要的陽離子的干擾,這樣可以得到質量更好的電鍍層。

(2)電鍍技術的應用。

電鍍技術的應用廣泛存在于我們的日常的生活中,畢竟,電鍍技術是利用電解的作用在機械的制品上沉積出不同的基底的覆層,然后通過電鍍,可以在金屬制品的表面獲得比原先的金屬更加多用途的功能,可以達到?;?、裝飾、修復的一些功能。

具體的應用有很多:鍍銅可以有效增加金屬表面的附著能力,還有延緩金屬表面腐蝕的作用;鍍鎳的技術可以打底用,美化金屬的外觀,增加金屬鎳的抗腐蝕能力還有耐磨的能力:常見的還有鍍金,對金屬金的電鍍則能夠改善金屬的導電性,并且有效增強電信號的傳輸。

(3)電鍍的原理。

電鍍的原理是在一種特殊的存有電鍍液的容器中,經過溶液的特殊處理,使金屬的表面得到一層鍍層,在電流的陰陽兩極的電位差的作用下,鍍層的材料會比被電鍍的金屬材料更加質量好,更加的適用于社會生活。

電鍍中,影響電鍍的材料有電鍍陽極的材質、電鍍溶液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌時間以及電流的波形等因素,每個因素都需要仔細的操作,避免出現差錯。

(4)電鍍的要素。

首先,電鍍需要電鍍的容器,即電鍍槽,用來存放電鍍的溶液,一般說來,電鍍槽的材質都是高強度的、耐腐蝕的、并且耐高溫的,適合儲存化學溶液。其次是組成電鍍的兩極,通常陰極是被電鍍的物件,陽極是要電鍍的金屬,大部分是可溶性的金屬,或者是不可溶性的貴金屬或合金作為陽極。另外還有,參與電鍍的電解質溶液和整流器,溶液中含有金屬離子來支撐電鍍,整流器是一種可以提供直流電的裝備,保證電鍍的順利進行。

 

02發展狀況

 

早在19世紀初,國外就出現了關于電鍍工藝的一些著作和具體的工藝操作,在1840年,英國獲取了氰化鍍銀的專利,用于本國內的工業生產,然后一直沿用到現在。

之后,電鍍工藝得到不斷的完善和發展,并與19世紀中葉出現了電鍍合金的技術,直到現在,已經有超過250種的電鍍合金得到,并且又一部分已經投入到生產中了。

我國的電鍍工藝開始于新中國成立之后,經過前輩的不斷努力,取得了很大的進步,在改革開放之后,更是得到了突飛猛進的發展,電鍍工廠數量過萬,職工超過50萬,年產值大約為100億元。

目前,電鍍企業集中分布在機器制造、電子工業等部門,生產多為半自動化控制,導致其行業內存在不少的問題。

 

03電鍍產生的條件

 

(1)電流密度。

任何的電鍍溶液都需要一個安全的良好的電流密度的環境,這個環境有一個變化的范圍或者閾值,其可以達到良好鍍層的最大的電流密度叫電流密度上限,同理,將其最小的電流密度稱之為電流密度下限。

在溶液中,電流密度不能超過這個上限,不同的金屬電鍍的時候會根據實際需要有不同的電流密度上限值,實際電鍍時需要密切注意。

如果電流密度不在范圍內,容易使零件的接觸部位或者邊緣地帶出現燒焦或者鍍覆不上的現象,影響電鍍后的效果。

(2)電鍍溶液溫度。

理論上來說,如果在電鍍過程中,其他條件不發生變化,溶液的溫度是一個重要的影響因素。

在液體的溫度升高時,一般會加快化學反應速率,這點是符合質量守恒的。在允許的范圍內,適當的升高溶液的溫度會提高電流密度的上限值,有效提高效率。

另外,配合其他的工藝升溫,還會有效提高溶液的導電導熱性能,有助于陽極溶解及提高陰極沉積速率,降低電鍍金屬鍍層的內應力等等。

(3)攪拌。

攪拌作為一種物理的反應方式,可以有效加快溶液中的化學反應速率,加快溶液的對流,使陰陽兩極的化學反應可以順利進行,不會因為離子的流動而中途被打斷。

使用這一物理方式的溶液,應該定時進行過濾的操作,除去電鍍液中的固體雜質或者反應后殘余的渣沫,否則的話,會因為電鍍液的精度不純而導致鍍層的粗糙疏松,影響電鍍的效果。

電鍍中用的比較多攪拌方式為空氣攪拌和陰極移動。

(4)電源。

在電鍍技術中,常見的電源設備有整流器和直流發電機,發送既定電壓的額定電流,由交流電的相位變化來得到電流的波形,而電流波形則是影響電鍍鍍層的組織,溶液的分散和覆蓋能力,合金的成分和質量,等等。因此,電流的選擇也應該是電鍍條件的一個重要的組成部分。

 

04電鍍工藝的展望

 

我國現在的電鍍工藝雖然起步的較晚,但不斷發展到現在,已經有了很大的進步,目前已經有很多金屬合金得到廣泛的應用。

化學鍍中的各種技術和反應,在我國的電子領域具有極其重要的作用,而且現在已經不斷的擴展到其他領域。

即使有了很大的進步,也不能固步自封,還需要不斷的發展自身的技術力量,來滿足人們不斷增長的需求,來增強我國的綜合實力。

目前,最受人關注的是各種復合電鍍技術,這種復合合金的一些功能會得到更好的利用,其特殊的性能也會得到發揮利用,發展壯大。

因此,我們可以預料到電鍍技術未來的發展前景必定是一片輝煌。

 

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