【正文】 致密 ， 憑肉眼不能區(qū)別開來 ， 均可視為合金鍍層 。 合金電鍍 ? 合金鍍層與單金屬鍍層相比 ， 具有較高的硬度 、 致密性 、 耐蝕性 、 耐磨性 、 耐高溫性 、 可焊性 、 良好的磁性以及美麗的外觀 。 ? 根據(jù)特性和應(yīng)用 ， 電鍍合金大致可分為以下幾種： ? 電鍍防護性合金 有鋅鎳 、 鋅鐵 、 鋅鈷 、 錫鋅和鎘鈦等 ， 它們對鋼鐵基體來說屬于陽極鍍層 ， 故具有優(yōu)良的防護性 。 ? 可焊性合金 如錫鉛合金 。 ? 磁性合金 如鈷鐵和鎳鐵 。 合金電鍍 ? 電鍍仿不銹鋼合金鍍層 如電鍍 FeCrNi合金鍍層 ， 在硬度 、 防變色和耐腐蝕方面 ， 可與 18Cr8Ni不銹鋼相媲美 。 ? 電鍍貴金屬合金 主要指以金 、 銀 、 鈀等貴金屬為基的合金 ， 如Au— Co、 AuNi、 AuAg、 AgZn、 AgSb和 PdNi合金等 ， 其中 PdNi合金作為代金鍍層 ， 用以節(jié)約貴金屬 。 ? 近年來電鍍非晶態(tài)合金引起人們極大的興趣 ， 非晶態(tài)具有許多優(yōu)異性能 ， 例如高耐蝕性 、 高機械強度 、 超導性 、 耐放射性和催化特性等 。 在有機溶劑或低溫熔鹽介質(zhì)中 ， 電沉積出非晶態(tài)稀土 鐵族合金鍍層 。 有些金屬 (如 W、 Mo等 )雖然單獨不能從水溶液中電沉積出來 ，但可與另一種金屬 (如 Fe、 Co、 Ni等 )同時從水溶液中實現(xiàn)共沉積 。較接近和放電時極化值不大的金屬 ， 才能在其簡單鹽溶液中共沉積 。=30mV， 在硫酸鹽溶液中沉積時 ， 兩者的過電位較接近 ， 故可共沉積 。 二元合金的共沉積需具備兩個基本條件 ? 若金屬平衡電勢相差較大 ， 則可通過改變金屬離子的濃度 (或活度 )，降低電勢較正金屬離子的濃度 ， 使它的電勢負移 ， 或者增大電勢較負金屬離子的濃度 ， 使它的電勢正移 ， 從而使它們的析出電勢互相接近 。 ? 多數(shù)金屬離子的平衡電勢相差較大 ， 采用改變金屬離子濃度的措施來實現(xiàn)共沉積顯然是不可能的 。 合金電鍍 ? 為了實現(xiàn)金屬的共沉積 ， 通常采取的措施有： ? (1) 采用絡(luò)合物溶液 。 例如 Cu/Cu(CN)2的 E248。比負了 ； 鋅在氰化物溶液中的 E248。 ? 在氯化物 氟化物溶液中能電沉積錫鎳合金 ， 這是由于錫能形成了穩(wěn)定的絡(luò)離子 SnF4 SnF2Cl22 絡(luò)離子 ， 而鎳仍以 Ni2+存在 ， 因此兩者析出電位接近 。 一般為有機表面活性物質(zhì)或膠體物質(zhì) ， 它們吸附在陰極表面上妨礙其中之一的金屬離子放電 ， 使析出電位變負 。 加入明膠后 ， 電位相差就很小 。 這對電位較正的金屬離子放電時陰極極化較大才有意義 。 ? (4) 借助于金屬共沉積 ， 減少電位較負的組分的極化 ， 例如鎳鉬合金 。 ? 有些合金視實際需要可在電解液中加入光亮劑或穩(wěn)定劑 ， 例如鎳鐵合金鍍液可加入防止 氧化的穩(wěn)定劑及加入類似于鍍亮鎳的光亮劑 。 目前國內(nèi)外已用于生產(chǎn) ， 并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益 。 ? ② 電鍍工藝的氫脆性很小 ， 幾乎無氫脆 ， 適用于高強度鋼的電鍍 。 ? ④ 鍍液成分簡單 ， 使用方便 ， 易于維護 。 電鍍鋅鎳合金 ? 電鍍 ZnNi合金鍍液可分為酸性和堿性兩種 ， 其中酸性镕液應(yīng)用比較廣泛 ， 其鍍液組成及工藝條件為 復合電鍍（分散電鍍） ? 在鍍液中加入某些非金屬或金屬微粒 ， 使這些微粒均勻分散在共沉積主體金屬里的方法稱為復合電鍍 ， 所得鍍層稱為復合鍍層 。 ? 例如在內(nèi)燃機缸體內(nèi)壁上鍍上復合鍍層明顯提高缸體的耐磨性 ， 在鋼鉆頭上鍍了金剛石復合鍍層制造金剛石鉆頭 。 ? 分散粒有： ① 無機物 ， 如鍍耐磨復合鍍層用的 SiC、 ZrO WC、TiC； ② 有機物 ， 如聚四氟乙烯 、 尼龍 、 聚氯乙烯等顆粒； ③ 金屬 ，如 Ni、 Cr、 W等粉末 。 ? 生產(chǎn)中用得最多的裝飾 防護性復合鍍層如鎳封和緞面鎳 （ 鎳與 SiO2等形成的復合鍍層 ） 。 研究與使用最多的功能性復合鍍層是耐磨鍍層 ， 例如 SiC、ZrO WC、 TiC與鎳 、 銅 、 鉻等形成的各種復合鍍層 。 鍍了 NiWC、 NiZrO2等鍍層的電極對離子電還原反應(yīng)有明顯的催化活性 。CdS與鎳形成的復合鍍層具有光電轉(zhuǎn)換功能 。 通過電鑄使細長的 SiC、 石墨 、 玻璃等纖維絲與基質(zhì)金屬共沉積成為高度增強的結(jié)構(gòu)材料 。 固體粒子的下沉 ? 速度近似服從斯托克公式： 式中： ?是粒子的下沉速度 ， g為溶為重力加速度 ， r和 ?1為粒子的半徑和比重 ， ?和 ?2為溶液的粘度和比重 。 例如用疏水性的 MoS 氟化樹脂 、 石墨 、 氟化石墨時 ， 下沉速度為負值 ，即浮于鍍液上面 。 一般的固體粒子 ?1 ?2， 固體粒子下沉 ，可用強攪拌使之均勻在懸浮 。 復合電鍍的原理及影響因素 ? 由于固體粒子不帶電 ， 不參加電極反應(yīng) ， 故粒子的沉積屬于物理過程 。 ? ② 粒子在陰極表面吸附 ， 這是物理吸附 ， 容易脫落 。 粒子表面吸附正電荷有利于它們在陰極上的吸附 ， 其電荷量直接影響共沉積量 。 ? ③ 粒子被周圍電化學還原的金屬包埋 ， 形成共沉積復合鍍層 。 復合電鍍的原理及影響因素 ? 微粒在鍍液中的分散濃度對其共沉積有較大的影響 。 ? 選擇適當?shù)姆稚舛?， 可得到滿足要求的復合鍍層 。 對于一般粒子 ， 用壓縮空氣更方便 。 ? 電流密度也是影響共沉積的重要因素 ， 對于電中性或吸附微量電荷的粒子 ， 用小電流密度沉積得到的復合鍍層 ， 其中分散粒子的百分含量比大電流密度沉積的要高 。 是采用金屬鹽和還原劑在同一種溶液中進行自催化的氧化還原反應(yīng)而在固體表面沉積金屬層的新成膜技術(shù) 。 開始時溶液中的金屬離子在活化表面上被催化還原 ， ? 產(chǎn)生的第一批金屬沉積物成為進一步還原金屬離子的核和催化劑 ，于是反應(yīng)便持續(xù)進行下去 。 ? ② 能獲得厚度均勻的鍍層 ， 特別適合于形狀復雜的制件 ， 如腔體件 、深孔件 、 盲孔件 、 管件內(nèi)壁等表面施鍍 。 化學鍍技術(shù)由于其工藝本身的特色和它得到的鍍層表現(xiàn)出優(yōu)異的性能 ， 具有極其廣泛的應(yīng)用 。 化學鍍原理 ? 以次亞磷酸鹽為還原劑化學鍍鎳的反應(yīng)歷程 ? 與此同時 ， H+與 H作用析出氫 ， 降低了 H2PO2的利用率 。 ? 用硼化物 （ 硼氫化鈉 、 胺基硼烷 ） 作為還原劑也可進行化學鍍鎳 ，其反應(yīng)為 ? 鍍層中含有硼化物 。 銅的沉積也認為是 H+與 Cu2+作用的結(jié)果 。 化學鍍原理 ? 通常次外層的 d軌道上容易得到電子的金屬能從其他物質(zhì)上奪取電子 ，故容易化學吸附 ， 有催化作用 。 ? 另外 ， IIB族的銅 、 銀 、 金雖與此條件不合 ， 但是這些金屬次外 d電子躍遷到外層軌道所需的能量不大 ， 故在 d軌道上有可能造成電子空穴 ，因而也有催化作用 。 甚至一些本來不能直接依靠自身催化而沉積出來的金屬和非金屬亦可夾在上述金屬中 ， 化學沉積出合金層或復合鍍層 。 ? 化學鍍鎳已應(yīng)用于機械工業(yè) 、 汽車工業(yè) 、 電子工業(yè) ， 應(yīng)用前景寬廣 。 對非金屬電鍍 ? 隨著近代科學技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，各種工程塑料、陶瓷、玻璃、石英、玻璃鋼等非金屬材料，在越來越多的領(lǐng)域里得到廣泛地應(yīng)用，但是，非金屬材料存在不導電、不導熱、不易焊接和易變形等缺陷，不能滿足某些產(chǎn)品的特殊要求。 ? 化學鍍在其中占據(jù)重要的工藝程序。 塑料的金屬化涂裝 ? 要在塑料表面實現(xiàn)金屬化涂裝必須具備兩個條件 ， (1)鍍層與基底之間不是簡單的結(jié)合 ， 而必須牢固 、 堅實 ， 經(jīng)久耐用； (2)外觀及成本必須符合使用要求 。 ? 聚丙烯塑料要實現(xiàn)金屬化涂裝 ， 必須采用以下方法：在聚丙烯中混入丁二烯單體 ， 然后經(jīng)過化學浸蝕 ， 這種球狀微粒溶解而形成凹坑狀微觀粗糙面 ， 使基底表面積大大增加 ， 從而可實現(xiàn)金屬化涂裝 。 塑料的金屬化涂裝 ABS塑料金屬化涂裝的 Futuron工藝： ? Futurcon 工藝： ABS成型品 → 檢驗 (無變形 、 缺陷和氣泡 ) → 除油 →賦予親水性 （ 加入少量表向活性劑 ） → 粗化 → 六價鉻還原 → 預(yù)浸→ Futuron活化 → Culink銅置換錫 → 電鍍 。 膠體中的 Sn2+反應(yīng) ， 錫被氧化為Sn4+， 而銅被還原為 Cu+或金屬銅 ， 因而形成銅與鈀膠體的連接 。 導電層形成之后即可直接電鍍酸性光亮銅 。 ABS塑料金屬化涂裝的新發(fā)展 ? 塑料電鍍以 ABS塑料為主 。該工藝存在 下問題： (1)采用了 Pd／ Sn貴金屬； (2)采用了 HCHO為還原劑 ， 操作環(huán)境差 ， 危害健康； (3)采用了與銅相關(guān)的配體 ， 廢水處理困難 。 特別是美國 ， 提出了許多省略活化和化學鍍的金屬化工藝 。 直接電鍍工藝方法根據(jù)采用的導電性物質(zhì)不同 ，大致可分為三種： (1)采用導電性高分子聚合物體系； (2)采用 Pd／ Sn體系； (3)采用碳黑懸浮液體系 。 金屬表面上鈍化物的形成通?？赏ㄟ^化學方法或電化學方法氧化得到 ， 亦可通過鉻酸鹽處理 、 磷酸鹽處理和草酸鹽處理得到 。 這種生成的氧化物膜依靠降低金屬本身的化學活潑性來提高它在環(huán)境介質(zhì)中的熱力學穩(wěn)定性 ， 從而達到作為金屬制品防護層的目的 。 金屬陽極氧化原理 ? 金屬的陽極氧化是以金屬作為陽極 ， 根據(jù)電解條件的不同 ， 可能經(jīng)歷下列幾個不同的過程： ? （ 1） 金屬的陽極溶解 ， 如 Fe → Fe2+＋ 2e ? （ 2） 陽極表面形成極薄的鈍化膜 。 鋁的陽極氧化 ? 通過陽極氧化方法在鋁及其合金表面形成的氧化物膜 ， 不但具有良好的機械性能 ， 而且耐蝕性和吸附涂料與顏料的能力都十分優(yōu)異 ，已在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用 。 ? 鋁及其合金的陽極氧化視生成的氧化膜用途的不同 ， — 般可分為防護裝飾陽極化 、 電絕緣性陽極化 、 抗磨陽極化和氧化著色等 。 ? 這類具有防護性能的厚的氧化物膜的形成 ， 一般是在溶解能力高的硫酸 、 鉻酸 、 草酸或磷酸等電解液中實現(xiàn)的 ， 在這些電解液中鋁及其合金的陽極氧化厚度有時可達到 500μm。 這類氧化物膜的形成一般是在溶解能力十分低的電解液 ， 如硼酸 、 酒石酸 、 檸檬酸和其他弱酸或它們的鹽溶液中實現(xiàn)的 。 這類氧化物膜一般可通過在低濃度的硫酸 (或草酸 )電解液和低的工作溫度下陽極氧化而得到 。 電泳涂裝技術(shù) ? 電泳涂裝 (Electrophoretic coatings， 簡稱 EC)技術(shù)是把水溶性的帶有正電荷或負電荷的陽 、 陰離子樹脂的電泳漆通過類似金屬電鍍的方法疆到金屬表面 ， 從而對金屬進行精飾的一種電鍍方法 。 電泳涂裝以水為溶劑 ， 價廉易得；有機溶劑含量少 ， 減少了環(huán)境污染和火災(zāi)；得到的漆膜質(zhì)量好且厚度易控制 ． 沒有厚邊 、 流掛等弊病 ， 同時涂料利用率高 ， 易于自動化生產(chǎn) 。 電泳涂裝分為陽極電泳和陰極電泳兩大類 。電泳漆分為陽極電泳漆和陰極電泳漆兩種 。 在電泳槽中通電涂漆之后 ， 工件出槽經(jīng)水淋除去表面浮漆和氣泡 ， 再放入烘箱在一定溫度下烘烤一定時間 ， 便可得到平滑的漆膜 。 這些聚合物多數(shù)只能形成乳濁液 ， 用氨水 （ 或胺 ）或有機酸中和成鹽后有較好的水溶性 ， 才可使用 。 ? 沉積作用以電場最強的部件開始 ， 首先形成點狀漆膜 。 右圖表示電場的變化情況 。 (b) 陰極電泳涂漆 (a) 集中 。 陽極電泳涂裝的陰離子樹脂主要為丙烯酸系列 。 ? 陽極電泳涂料的使用源于 20世紀 60年代 ， 開始應(yīng)用于汽車的底漆 。 ? 目前陽極電泳涂料仍占電泳該市場的三分之一左右 。 ? 陰極電泳涂裝的陽離子樹脂電泳漆主要為環(huán)氧樹脂系列和異氰酸脂的混合物 。 ? 同時 ， 環(huán)氧樹脂中還含有大量活潑羥基 ， 易與異氰酸脂中的異氰酸根反應(yīng) ， 這樣漆膜的性能可得到進一步加強 。 陰極電泳涂裝 ? 陰極電泳涂裝是 20世紀 70年代美國率先開發(fā)成功的 ， 已被廣泛用于汽車的底漆和面漆 ， 也可作為各種家具電器 、 五金零件等的良好底漆或作為不反光產(chǎn)品的面漆 。 ? 同時 ， 電沉積樹脂為堿性 ， 防銹