【正文】 很小，及電鍍的工作時(shí)間很短，而脈沖間隔 toff 很大，既不工作的間歇時(shí)間相對(duì)很長(zhǎng)，于是脈沖電鍍的工作 比 r 就很小。 所示。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源?，F(xiàn)在我們以方波為例來敘述脈沖電鍍的簡(jiǎn)單原理。脈沖電鍍所用電流的波形有方波、正弦半波 、 鋸齒波和間隔鋸齒波等多種形 式。 脈沖電鍍的簡(jiǎn)單原 理 脈沖電鍍是一種借助脈沖電源與 鍍 槽建立起來的電鍍裝置。 由于 Ni—ZrO2 納米復(fù)合鍍層具有優(yōu)良的耐磨性、抗腐蝕性及抗高溫氧化能力，能夠取代硬鉻鍍層，因此，其在工業(yè)領(lǐng)域和日常生活中具有廣泛的應(yīng)用前景。移向陰極懸浮在鍍液中的固體微粒，吸附了金屬離子，使微粒表面帶有正電荷，在電流的作用下，與金屬一起共沉積在陰極的表面而形成復(fù)合鍍層。從而得出硬度較高 、 耐蝕性較 強(qiáng) 、耐磨性較好的最優(yōu)復(fù)合鍍層的 工藝條件 ，為實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 鍍鎳層是一種歷史長(zhǎng)、應(yīng)用廣的裝飾保護(hù)鍍層，具有耐蝕性和裝飾制品的作用。如在普通碳鋼表面鍍上一層硬度高的鉻，便可在很多應(yīng)用場(chǎng)合取代硬質(zhì)合金鋼。因此，功能鍍層的重要性越來越突出。 在很多情況下，往往只 需 用 一個(gè)符合性能要求的表面層就可以解決科學(xué)技術(shù)中的迫切需要。為防止金屬制品腐蝕 ，可在 制品穿上一層金屬“外衣”，這層金屬“外衣”就叫做電鍍層，其性能在很大程度上取代了原來基體的性質(zhì)。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的交叉學(xué)科不斷出現(xiàn)，對(duì)材料 的 性能也提出了許多新的特殊要求。該項(xiàng)研究具有一定的科學(xué)價(jià)值和實(shí)際意義，對(duì)推動(dòng)高新技術(shù)的發(fā)展和新材料的開發(fā)，都具有十分重要的作用。 采用脈沖電沉積復(fù)合鍍層的方法，可制備多種具有特殊功能的鍍層，如耐磨鍍層、遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 15 頁 耐高溫鍍層、減摩鍍層、自潤(rùn)滑鍍層、高溫耐磨鍍層、高溫自潤(rùn)滑鍍層、耐腐蝕鍍層、彌散強(qiáng)化鍍層、特殊裝飾性彩色鍍層以及電子工業(yè)用電接觸功能材料鍍層等，它們?cè)跈C(jī)械、電力、電子、汽車、航空航天、化工、冶金、煤礦、船舶、核工業(yè)及軍工等許多領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用前景。脈沖電鍍無論用于裝飾鍍或者用于功能鍍都很好。即根據(jù)不同鍍種、不同的生產(chǎn)規(guī)模可制作出參數(shù)不同的各種 規(guī)格的脈沖電源，這樣既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)便 [21]。因此，用于脈沖電鍍研究和對(duì)一新鍍種進(jìn)行脈沖參數(shù)選擇研究的電源設(shè)備，總是希望各脈沖參數(shù)都能連續(xù)可調(diào)。 然而，目前國(guó)內(nèi)制造的大部分脈沖電鍍電源是分檔調(diào)節(jié)，這樣在選擇脈沖電鍍最佳規(guī)范時(shí)就受到限制而不可能做到十分精確。 2． 脈沖頻率、脈沖寬度連續(xù)可調(diào) 在使用脈沖電鍍電源進(jìn)行脈沖電鍍時(shí)，除電流密度對(duì)鍍層質(zhì)量有明顯影響外，脈沖頻率 f，脈沖寬度 ton 的大小，不同鍍種或同一鍍種的不同鍍液規(guī)范，對(duì)鍍層質(zhì)量也有不同程度的影響，而且 f 和 ton 固定后，工作比 r，脈沖間隔 toff也就固定了。現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)應(yīng)用得比較早比較多的是小批量生產(chǎn)脈沖鍍金、銀等貴金屬。只有這樣，才有可能滿足大批量零件電鍍生產(chǎn)的需要，特別是，對(duì)脈沖參數(shù)要求特殊的鍍種（如鍍鉻等）才能使脈沖電源有條件代替直流電鍍。但是，用脈沖電流沉積金屬的新工藝在生產(chǎn)上被廣泛應(yīng)用的前提取決于有無為大規(guī)模生產(chǎn)提供大電流的脈沖電源設(shè)備。 脈沖電鍍電源的改進(jìn)方向 1． 大電流 國(guó)內(nèi)、外電鍍工作者大量的實(shí)踐證實(shí)，脈沖電鍍是一項(xiàng)既能提高鍍層質(zhì)量又能提高沉積速率的經(jīng)濟(jì)效 益很高的電鍍新技術(shù)。 （ 1） 脈沖通斷時(shí)間的選擇受電容效應(yīng)的影響。 目前生產(chǎn)中應(yīng)用脈沖電鍍的主要的貴重金屬，如鍍金、鍍銀、其次是鍍鎳，也有鍍鋅和將直流與脈沖電流疊加用于鋁的陽極氧化。 （ 7） 降低濃差極化，提高陰極電流密度，可以提高沉積速度。 （ 4） 降低了鍍層內(nèi)應(yīng)力，提高鍍層韌性。 （ 2） 改善了分散能力和深鍍能力。 脈沖電鍍的優(yōu)缺點(diǎn) 脈沖電鍍所依據(jù)的化學(xué)原 理主要是利用電流（或電壓）脈沖的張弛來增加陰極的活化極化和降低陰極的濃差極化，從而改善鍍層的物理化學(xué)性能。 目前，可以說脈沖電鍍是從電鍍理論上擺脫了局限與直流電源的習(xí)俗觀念，為提高鍍層質(zhì)量、節(jié)約貴金屬和能源，開辟了一個(gè)從研究電鍍電源入手，研究電鍍工藝的新領(lǐng)遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 13 頁 域。 為了達(dá)到同樣的技術(shù)指標(biāo)，采用脈沖電鍍可以用比較薄的鍍層代替較厚的直流電 鍍鍍層，所以說脈沖電鍍可以節(jié)省原材料，尤其在節(jié)約貴金屬方面具有很大的潛力和重大意義。 脈沖電鍍的優(yōu)點(diǎn)很多。在 1978～ 1980 年，由于脈沖電鍍電源的設(shè)計(jì) 者和電鍍工作者合作，使電源更多地考慮到工業(yè)生產(chǎn)的需要，因此推動(dòng)力脈沖電鍍的發(fā)展 [23]。 1966 年波普科夫（ Popkov）總結(jié)出脈沖電鍍的六大優(yōu)點(diǎn)。 脈沖電鍍的第一篇專利是 1934 年公開發(fā)表的 [22]。因此，脈沖電鍍所允許的峰值電流密度比起直流電鍍、周期換向電鍍或間歇電鍍都要大許多倍。因此，脈沖電鍍技術(shù)的廣泛推廣和應(yīng)用，必將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益 [21]。 脈沖電鍍 從電鍍理論上擺脫了局限于直流電源的習(xí)俗觀念，開辟了一個(gè)從改進(jìn)電鍍電源入手研究電鍍工藝的新領(lǐng)域。它是在含有某種金屬離子的電解質(zhì)溶液中，將被鍍工件作為陰極，陽極是該種金屬離子的金屬或不溶性陽極，通以一定波形的的低壓脈沖電流，使金屬離子在陰極上脈沖式的沉積，形成金屬層的加工過程。在表面工程的重要性獲得認(rèn)同的今天，可以預(yù)言納米復(fù)合鍍技術(shù)必將得到迅速的開發(fā)和應(yīng)用。但由于人們對(duì)納米材料認(rèn)識(shí)的局限及復(fù)合電鍍工藝研究的不完善，納米微粒與金屬微粒的共沉積機(jī)理、納米微粒在鍍液中的穩(wěn)定與分散、納米微粒在鍍層中的行為與鍍層性能的關(guān)系等問題都有待進(jìn)一步的研究。 納米復(fù)合鍍新技術(shù)不僅可以使產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生質(zhì)的飛躍，成本得以大幅度下降，還能大大減少鍍液廢水的排放量，使影響我國(guó)環(huán)境質(zhì)量的一大污染得到遏制。目前存在以下幾個(gè)問題： （ 1） 盡管納米復(fù)合鍍已 得到了迅猛的發(fā)展，但有關(guān)納米復(fù)合鍍層的基礎(chǔ)理論研究，例如，納米復(fù)合鍍層的形成機(jī)理及影響因素、納米粒子與基質(zhì)金屬的界面關(guān)系等等，均無完善的理論解釋； （ 2） 納米粒子在鍍液及鍍層中的團(tuán)聚問題尚未得到圓滿的解決； （ 3） 納米復(fù)合鍍層的制備工藝還不夠完善，是否最大限度地發(fā)揮了納米粒子的獨(dú)特的效應(yīng)還無法確定； （ 4） 納米復(fù)合鍍層的研究尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，與大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用有很多的距離，其原因并非性能指標(biāo)或其應(yīng)用的局限性，而是在于工藝的在線監(jiān)控跟不上。正因?yàn)槿绱耍{米復(fù)合鍍層正獲得越來越廣泛的研究，一些鍍種已在生產(chǎn)中得到應(yīng)用。由納米粒子通過復(fù)合鍍技術(shù)制備而成的納米復(fù)合鍍層，與具有相同組成、微粒粒徑在微米尺度的普通復(fù)合鍍層相比，很多性能都得到大幅度提高，而且性能提高的幅度往往隨納米粒子粒徑的減小而增大。這也是獲得含納米結(jié)構(gòu)的金屬陶瓷材料的有效途徑 [19,20]。 （ 2） 納米粒子與基質(zhì)金屬共沉積過程中，納米粒子的存在將影響基質(zhì)金屬的電結(jié)晶過程，使基質(zhì)金屬的晶粒大為細(xì)化，甚至可使基質(zhì)金屬的晶粒小到納米尺度而成為納米晶體； （ 3） 在同一基質(zhì)金屬的納米復(fù)合鍍層中，納米不溶性固體顆粒的成分、尺寸、含量、純度等對(duì)納米復(fù)合鍍層性能有不同程度的影響。一類是被還原沉積的基質(zhì)金屬，是均勻的連續(xù)相；另一類是納米不溶性固體顆粒。 納米復(fù)合鍍層的結(jié)構(gòu)及性 能特點(diǎn) 納米復(fù)合鍍技術(shù)就是在電解質(zhì)溶液中加入一種或數(shù)種納米尺度的不溶性固體顆粒，并進(jìn)行充分的分散，使納米不溶性固體顆粒均勻懸浮在溶液中，利用電沉積或化學(xué)沉積的原理，使金屬離子被還原的同時(shí)，將納米尺度的不溶性固體顆粒均勻地彌散在金屬鍍層中的方法。納米電鍍對(duì)形狀復(fù)雜工件較為適用，且可進(jìn)行大量生產(chǎn)，但鍍層厚度可能會(huì)不均勻；相比之下，納米復(fù)合化學(xué)鍍可制得厚度均勻的鍍層；而納米復(fù)合遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 10 頁 刷鍍可用于對(duì)大尺寸零件的局部修復(fù)。體積 效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)和一些奇異的光、電、磁等性質(zhì) [16]，可以使復(fù)合鍍層呈現(xiàn)出比普通材料高得多的硬度、耐磨性、自潤(rùn)性和耐腐蝕性等優(yōu)異性能 [17]。 納米復(fù)合鍍 傳統(tǒng)的復(fù)合鍍技術(shù)由于選用的第二相粒子大多是微米級(jí)的，顆粒粒度較大，在鍍液中的懸浮能力差，獲得的鍍層表面粗糙、硬度高、拋光困難，而且微米粒子容易堵塞濾芯，限制了電沉積中必要的循環(huán)過濾過程。 6． 電解液和鍍層的測(cè)試方法將向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏 今后將建立質(zhì)量檢測(cè)中心，綜合利用大型 精密的測(cè)試手段及方法，其發(fā)展方向必定是向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏。 5． 努力提高工藝管理和設(shè)備配套，切實(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量 我國(guó)電鍍同國(guó)外最大差距是生產(chǎn)中的工藝管理、溶液維護(hù)，不能使研究成果在生產(chǎn)中體現(xiàn)出來，相應(yīng)的過濾、處理和控制等設(shè)備相對(duì)落后，這就使我國(guó)電鍍產(chǎn)品在抗蝕能力和外觀質(zhì)量等方面明顯低于國(guó)際先進(jìn)水平。 當(dāng)前，環(huán)境保護(hù)工作一直是電鍍行業(yè)的中心，但是也出現(xiàn)過忽視電鍍技術(shù)本身發(fā)展的現(xiàn)象。在不久的將來，電鍍行業(yè)將進(jìn)入無氰、無鉻電鍍的時(shí)代。 3． 在環(huán)境保護(hù)方面將進(jìn)入綜合對(duì)策時(shí)期 我國(guó)電鍍行業(yè)經(jīng)過了 “無氰電鍍 ”階段，又進(jìn)行 了不惜一切代價(jià)地運(yùn)用各種廢水處理方法的嘗試，在環(huán)境保護(hù)方面逐漸成熟起來。 2． 擴(kuò)大對(duì)外技術(shù)交流 擴(kuò)大對(duì)外技術(shù)交流不僅表現(xiàn)在資料、人員的交流上，國(guó)外的添加劑、設(shè)備、測(cè)試儀器將會(huì)更加地進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，并出現(xiàn)添加劑銷售、生產(chǎn)和研制方面的聯(lián)合經(jīng)營(yíng)?？赡苓M(jìn)行工藝技術(shù)、化工原料和設(shè)備成套進(jìn)入市場(chǎng)的嘗試。技術(shù)成果商業(yè)化的趨向變得更加明顯，可能會(huì)出現(xiàn)少數(shù)全國(guó)性的研究中心和供應(yīng)中心。展望未來，我國(guó)的電鍍工業(yè)將會(huì)在以下幾個(gè)方面得到發(fā)展。由于國(guó)外相關(guān)大公司的介入，尤其是合資公司的出現(xiàn)，使我國(guó)電鍍水平得到了大幅度的提高。尤其是在鋅基合金電鍍、復(fù)合鍍、化學(xué)鍍鎳磷合金、電子電鍍、納米電鍍、功能 性鍍層開發(fā)等方面取得重大進(jìn)展。例如，我國(guó)自己設(shè)計(jì)并制造出了各種型號(hào)的自動(dòng)電鍍機(jī)，自行開發(fā)的代錫鍍層 —銅錫合金電鍍大量投入生產(chǎn)。新中國(guó)成立以來，電鍍工業(yè)戰(zhàn)線上的工程技術(shù)人員、工人和干部。與此同時(shí)，還成立了相應(yīng)的研究所和 設(shè)計(jì)室，在高等學(xué)校和專科學(xué)校也設(shè)立了相應(yīng)的專業(yè)。 新中國(guó)成立之后，電鍍工業(yè)迅速發(fā)展起來。 我國(guó)電鍍工業(yè)是何時(shí)開始的無據(jù)可查，但是，其發(fā)展史大致分為三個(gè)階段：解放前為第一階段，解放后至改革開放前為第二階段，改革開放后至今為第三階段。隨著科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)各種材料表面提出了各種各樣的新要求，合金鍍層又是有一般單金屬鍍層所不能具備的優(yōu)異性能，所以合金電沉積的研究越來越引起人們的重視。 由于影響電鍍合金工藝的因素很多，所以為了獲得具有特殊性能的合金鍍層，需要嚴(yán)格控制電解液的成分和工藝條件。 電鍍合金已有 160 多年的歷史。大約在 1805 年他又提出了電鍍金。陰極鍍層只有當(dāng)它完整無缺時(shí)，才能對(duì)基體起機(jī)械保護(hù)作用，一旦鍍層被損傷以后，它不但保護(hù)不了基體，反而加速了基體的腐蝕 [7]。 所謂陰極鍍層 ， 就是鍍層與基體構(gòu)成腐蝕微電池 時(shí)，鍍層為陰極。這種鍍層不僅能對(duì)基體起機(jī)械保護(hù)作用，而且能起電化學(xué)保護(hù)作用。這種分類對(duì)鍍層選擇和金屬組件的搭配是十分重要的。 二、 按鍍層 /基體的電化學(xué)關(guān)系分類 按照鍍層金屬和基體金屬（或合金）的電化學(xué)關(guān)系，可把鍍層分為兩大類，即陽極遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 7 頁 鍍層和陰極鍍層。此類鍍層太多，這里不再一一贅述。 （ 6） 修復(fù)性鍍層 一些重要機(jī)器零件被磨損以后，可以采用電鍍法進(jìn)行修復(fù)，如汽車、拖拉機(jī)的曲軸、凸輪軸、齒輪、花鍵，紡織機(jī)的壓輥，深井泵軸等均可用電鍍硬鉻、鍍鐵（或復(fù)合鍍鐵）加以修復(fù)；印染、造紙、膠片行業(yè)的一些機(jī)件也可用鍍銅、鍍鉻來修復(fù)；印刷用的字摸或版摸則可用鍍鐵來修復(fù)。 （ 5） 抗高溫氧化鍍層 當(dāng)前在許多先進(jìn)技術(shù)部門中，需使用高熔點(diǎn)的金屬材料制造特殊用途的零件，但這些零件在高溫腐蝕介質(zhì)中容易氧化而損壞，例如，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)腔、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片、電子管及晶體管的管腳與插座等，常需要鍍鎳、鉻和鉻合金鍍層。在生產(chǎn)中，當(dāng)電鍍工藝條件改變時(shí)，鍍層的磁特性也 就相應(yīng)變化，故控制電鍍工藝條件，可以獲得滿意的磁特性。磁鼓、磁盤等存儲(chǔ)裝置均需磁性材料。另外，在波導(dǎo)元件生產(chǎn)中，大多要鍍銀、金等。通常鍍的銅、銀、金等屬于此類鍍層。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中為了防止局部滲碳要鍍銅，防止局部滲氮要鍍錫，這是利用碳和氮在這些金屬中難以擴(kuò)散的特性來實(shí)現(xiàn)的。 （ 2） 熱加工用鍍層 為了改善機(jī)械零件的表面物理性能，常常要進(jìn)行熱處理。這種鍍層多用在軸瓦、軸套上，以延長(zhǎng)軸和軸瓦的使用壽命。在工業(yè)上對(duì)許多直軸或曲軸、壓印輥的輥面、發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸和活 塞環(huán)、沖壓模具的內(nèi)腔、槍和炮管的內(nèi)腔等均鍍硬鉻，使它的顯微硬度高達(dá) 1100 HV 左右。像日常所見的自行車、縫紉機(jī)、轎車的外露部件大都采用這種組合鍍層。因?yàn)閱我唤饘馘儗雍茈y同時(shí)滿足防護(hù)與裝飾雙重要求，所以，這種鍍層常采用多層電鍍，即首先在基體上鍍上 “底 ”層，而后再鍍上 “表 ”層，有時(shí)還要鍍 “中間 ”層。 在海洋氣候條件下，當(dāng)要求鍍層薄而抗蝕能力強(qiáng)時(shí)，可用錫鎘合金來代替鎘鍍層，而對(duì)鋼合金所制造的航海儀器，則使用銀鎘合金將更好些。 通常，鍍鋅層、鍍鎘 層和鍍錫層以及鋅基合金鍍層（ Zn—Fe、 Zn—Co、 Zn—N