电镀试验指导

电镀工艺实验指导书 适用专业： 应用化学 目录 电镀实验室基本常识 . 实验一电镀镍溶液的配置 实验二电镀镍溶液的故障分析与处理 实验三镀铬溶液的配置与覆盖能力测试 实验四氯化钾光亮镀锌溶液配置、性能测试与钝化 实验五铝及其合金阳极氧化与染色 实验六光亮硫酸盐镀铜 实验七 ABS 塑料电镀 实验八 SEM/EDX，XRD 等分析技术在电镀中的应用 . 电镀实验室基本常识电镀实验室基本常识 1.1实验室规则 1）实验前做好充分的预习工作，明确实验目的要求，了解试验的基本原 理、方法和步骤。自选实验，应提前提出申请。 2）按时进入实验室，做好实验前的准备工作，如使用玻璃仪器的清洗、 实验中所用仪器的状态检查等。 3）实验中保持安静，不随意走动。 4）实验中认真操作，仔细观察，积极思考，如实、详细记录试验现象和 数据。通过人体感观可以感知的实验现象，如颜色变化、沉淀生成、气 体逸出等，通过指示剂和简单仪器可以方便测得的现象和数据，如 pH 试纸可以测得的 pH 值变化、恒流源指示的电流和电压变化等。 5）实验中爱护实验室财物，小心使用仪器和设备，如有损坏应及时登记 补领； 不可擅自动用他人的仪器。公用仪器和药品使用完毕应及时归还 原处，并保持原始可用状态。 6）注意节约使用水、电、煤气和药品。不允许将实验仪器和药品带出实 验室。 7）实验中的废弃物及时倒入指定容器内，保持工作区整洁；实验完毕把 仪器和药品整理干净，实验桌面擦洗干净。 8）实验单元位置经指导老师检查合格，原始实验记录经指导老师签字后 方可离开实验室。 9）及时提交实验报告，按实验报告要求将实验日期、目的、原理、步骤、 观察结果、现象解释、数据处理和结论等写清楚。实验环境条件和同组 人员要求写清楚。 1.2实验室安全守则 1）进入实验室要求穿好实验服，不大面积暴露皮肤的衣服、鞋；手、颈、 胸、头等部位无金属饰物；长发应整理好，不妨碍实验。 2）不可将食物和饮品带入带入实验室食用。 3）实验室用电安全：不可用湿的手或物接触高压电源，以免造成人身伤 害；恒流源等用电器使用中注意避免短路，造成仪器设备损坏。 4）实验室用气和热源安全：实验中使用煤气和电加热设备时注意不要被 热源所伤； 加热溶液时容器内的液体不可过满。实验完毕应及时切断关 闭热源。 5）实验室用水安全：实验使用的蒸馏水仅供实验使用，不可饮用。 6）实验室使用化学药品安全：实验中使用的浓酸、碱有强腐蚀性，使用 时戴上手套，避免溅到皮肤上；实验中使用或制备有刺激性、恶臭或有 毒气体时，应在通风柜中进行；试验中使用有机溶剂等易燃物时，应远 离火源和热源， 并在通风柜内进行； 使用剧毒药品是严格按照操作规程， 使用完毕回收销毁，洒落药品应及时清洗干净，使用后及时洗手。重金 属有毒有害物，如铬雾，应在有排风装置的地方进行。 7）实验室使用机械和电动设备安全：实验适中使用的各种尖锐物品，如 玻璃、金属试样的毛边等有可能造成伤害，需要注意；快速运动机械和 电动设备存在机械伤害危险，使用中应遵守操作规程。 1.3实验室事故处理 1）机械伤害：割伤、擦伤、挫伤，用蒸馏水清洗伤口，轻伤涂碘酒，严 重需要就医。 2）热伤害：烫伤、烧伤，不要用冷水冲洗，不要弄破水泡，在伤处涂万 花油、风油精等，如果伤处皮肤已破，可用 1%高锰酸钾溶液涂并及时 就医。 3）触电：迅速切断电源，必要时进行人工呼吸。 4）皮肤伤害：酸灼伤，用大量水冲洗，然后用饱和NaHCO3 溶液或稀氨水 冲洗。碱灼伤，用大量水清洗，然后用 2%乙酸溶液或饱和硼酸溶液冲 洗，最后用水冲洗。铬酸盐溅到皮肤，立即用 5%硫代硫酸钠溶液，或 25%盐酸、20%乙醇和 55%的蒸馏水混合液清洗。 5）呼吸道 吸入刺激性或有毒气体：吸入氯气、氯化氢气体时，可以吸入 少量乙醇和乙醚的混合蒸汽解毒。吸入硫化氢或一氧化碳气体，应立即 呼吸新鲜空气。碱蒸汽中毒可饮用稀乙酸溶液 6）毒物进入口中：一般毒物进入口中，可用5~10mL 稀硫酸铜溶液加入一 杯水中，内服后用异物刺激喉咙催吐，并立即送医院。重金属盐进入口 中，应催吐后饮用牛奶或苏大水。硝酸盐进入口中，应催吐后饮用浓食 盐水、牛奶。氰化物中毒，用手帕或药棉在一分钟内吸入 5 滴戊烯酯， 内服用 0.2%高锰酸钾溶液或 5%硫代硫酸钠溶液洗胃。 7）眼伤害：酸溅入眼中，应立即用大量水长时间冲洗，然后用质量分数 0.02 的硼砂溶液洗眼，再用水冲洗。碱溅入眼中，立即用大量水冲洗， 然后用质量分数 0.03 的硼酸溶液洗眼，在用水冲洗。铬酸溅入眼中， 用 1%硫代硫酸钠溶液清洗。 1.4 电镀实验系统 1)电源：电源用于外部提供金属沉积时所需的电子，电镀过程中使用的电 源有直流电源、交流电源、脉冲电源等。直流电源可有有硒整流器、硅整 流器、氧化铜整流器、可控硅整流器电源。电压输出一般有6V、9V、12V、 18V，铝氧化用电源和电泳涂装电源有 24V 到 500V 不同规格电源。 2)电镀槽：镀槽为电镀液、电镀电极等提供储存场所，根据镀件大小和形 状的不同， 镀槽的大小和形状差异很大； 根据镀种差异和镀液体系的不同， 镀槽可以采用不同的材质，一般有不锈钢槽、塑料槽和陶瓷槽。 3)镀件：镀件的形状、大小、材质不同，对电镀系统设计有重要影响，对 电镀采用的施镀方式有重要影响。 镀件可以是分散的粉末， 也可以是块体、 条棒状、线材、板状、箔状等。 电镀挂具是电镀中用于吊挂镀件并将镀件和导电排相连接的部件。挂具的 结构设计和材料选择需要根据镀件的大小、形状和复杂程度来选择，常用 的挂具结构形式有挂架、吊筐和网篮等，常用挂具材料有钢、铜、黄铜、 磷青铜、铝等。 4）阳极：电镀系统中阳极的第一功能是起导电作用，保持阴极上电力线 分布均匀，根据阳极是否向电镀液中补充金属离子，可将阳极分为可溶性 阳极和不溶性阳极。可溶性阳极可以连续稳定向镀液中补充由于金属离子 在阴极镀件沉积消耗的金属离子，保持镀液中金属离子浓度小的波动。不 溶性阳极不向镀液中补充金属离子，阳极一般放出氧气，镀液的金属离子 浓度和 pH 值变化较大，镀液需要不断维护。 5）电镀液：电镀液主要由溶剂和含镀层金属离子的溶质构成，辅助以改 善镀层性能的其它组分。按溶剂种类分，常用的镀液体系是水溶液体系， 有机溶剂体系、熔融盐体系和离子液体体系目前得到研究。 6）辅助系统：电镀辅助系统用于控制电镀过程中镀液的温度、pH 值，以 及镀液内的杂质含量，同时通过镀液镀液循环等措施提高电镀过程中的传 质效果。 1.5 镀件电镀前处理 电镀是一项重要的表面处理技术，镀件的原始表面存在各种影响镀层 质量的因素，镀件的镀前处理是提高镀层质量的重要措施。根据镀件的材 质、加工及储存历史，表面状态有很大的差异，通常镀件的表面可能存在 一下几种表面状态，不同镀件的前处理措施需要根据表面状态的差异，选 择不同的处理工艺。 1）油污表面前处理：金属制品加工后，表面附有一层油污，这些油污可 分为皂化油和非皂化油两大类。植物油和动物油可以与碱发生皂化反应而 被溶解，称为皂化油。各种矿物油，如防锈油、润滑油等，不与碱起皂化 反应，通过乳化作用除去。常用的除油方法有有机溶剂除油、化学除