电镀工艺学 节选

《电镀工艺学》共十章,包括电镀基本知识、电镀电极过程、影响镀层组织及分布的因素、镀液与镀层的性能、镀前表面处理工艺、单金属电镀工艺、电镀合金工艺、化学镀、金属转化膜处理和电镀清洁生产。为便于学习，每章后附有思考题，并于书后附有与课程内容密切相关的电化学与电镀工艺实验。《电镀工艺学》可作为高等院校材料类、化学化工类专业学生的教材，也可供从事电镀生产、科研、设计的工程技术人员参考。

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插图：3.1.3 导电盐电镀溶液中，除了主要盐外，还常加入某些碱金属、碱土金属或铵盐类，称为导电盐（conducting salt）。导电盐的作用是提高镀液的导电性，改善镀液的分散能力。在总电流一定时，镀液导电性越好，槽电压越低，越节能。如钾盐镀锌中加入的氯化钾。研究中还发现，附加盐对提高阴极极化有一定的影响作用，主要因为外来离子的加入，使离子强度增大，沉积金属离子的活度降低，从而提高了阴极极化。例如硫酸盐镀镍液中加入硫酸钠和硫酸镁，既增加溶液的电导率，又能使镀层更加细致均匀。目前的理论不足以预测一种导电盐对提高阴极极化的效果，因为有些导电金属离子的水化能力特别强，使主盐离子去水化而容易放电，从而减低了阴极极化的作用，因此只能通过试验来确定。导电盐中除阳离子外，阴离子也起一定作用，如焦磷酸盐镀铜锡合金中使用的硝酸钾或硝酸铵，就是利用其中的硝酸根来扩大阴极电流密度范围；又如镀镍中的氯化钠，利用其中的氯离子来促进阳极正常溶解。导电盐的选择不仅要考虑导电效果，而且要考虑导电盐电离出的阴、阳离子是否对镀液、镀层有副作用。一般而言，钾盐比钠盐的导电效果好，碱性条件下不宜用铵盐。由于K+、NH才会增加镀镍层的硬度和脆性，所以一般镀镍宜加入钠盐，专门镀硬镍可加入氯化铵；而焦磷酸盐镀铜则只能用钾盐，因为焦磷酸钠溶解度很小，会损失焦磷酸根。导电盐的加入量也并非越多越好，根据工艺的不同，导电盐用量有一个最佳值。超过最佳含量，电导率反而下降。当导电盐多时还会有其他副作用，如钾盐镀锌中，氯化钾过多，盐析现象会降低添加剂中表面活性物质的溶解度及其浊点，导致添加剂呈油状浮出。酸性镀镍中如氯化钠含量过高，过多的氯离子会加速阳极溶解，使阳极呈粉状脱落，镀液中镍离子含量过高。3.1.4 缓冲剂镀液中加入pH缓冲剂（buffering agent）的目的是稳定溶液的pH值，特别是阴极表面附近的pH值，并对提高阴极极化有一定作用，也有利于提高镀液的分散能力和镀层质量。根据镀液pH值的不同，电镀生产中常用的添加剂有硼酸、乙酸一乙酸盐、氨水一铵盐等弱电解质，如镀镍溶液中的H3803和焦磷酸盐镀液中的Naz HPOt等。任何一种缓冲剂都只能在一定的范围内具有较好的缓冲作用，超过这一范围其缓冲作用将不明显或完全没有缓冲作用，过多的缓冲剂既无必要，还有可能降低电流效率或产生其他副作用。由于缓冲剂可以减缓阴极表面因析氢而造成的局部pH值的升高，并能将其控制在最佳值范围内，所以对提高阴极极化有一定作用，也有利于提高镀液的分散能力和镀层质量。

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