双膜三室镀槽三价铬镀铬研究

摘要

铬具有较高的熔沸点和硬度。六价铬电镀工艺存在严重的环境污染问题，铬的析出电位较负，且氢在铬电极上的过电位很小，电镀时伴有剧烈的析氢副反应，使电镀铬的电流效率很低。利用三价铬镀铬几乎没有毒性，电流效率高，节约能源等。 本文研究了从三价铬的硫酸盐体系中在铜片上电镀Cr镀层，采用双膜三室、在铜片上电镀的实验装置。利用本工艺获得了光亮、均匀、致密的铬镀层，同时还具有电流效率高、工作电流密度宽、设备简单、无环境污染等特点。本文首先进行了电镀体系的探索，在Cr<'3+>(NH<,4>)<,2>SO<,4>+H<,3>BO<,3>体系中，通过观察镀层的质量、电流效率、表面形态，确定了镀出光亮、均匀、致密牢固的镀层的较优条件是Cr¨的浓度为20g/L，电流密度Dk=8～14A/dm<'2>，pH=2.1～2.5，温度为26～34℃，电镀时间为15～20min，导电盐为(NH<,4>)<,2>SO<,4>。通过实验，研究了三价铬的工艺流程，探讨了电流密度、温度、PH值、电镀时间等工艺条件对三价铬成膜性能的影响规律，并对电镀溶液和镀层的性能也进行了较为全面的测试。加入OP-10时，电流效率最大，其次为脲素。实验结果表明，在三价铬的硫酸盐体系中可以在铜片上镀出光亮、均匀、致密的铬镀层，采用OP-10作为添加剂，镀层会更加均匀、光亮、致密，而采用糖精作为添加剂时几乎没有镀层，当采用脲素作为添加剂时镀层虽然很厚，但是起皮非常严重，表面发黑。 通过极化曲线可知，在相同的条件下，搅拌可使总的极化曲线向负的方向移动，过电位增加，阴极极化增大，可使铬镀层表面更加均匀、细致。随着温度的升高，极化变小，不利于镀铬，随着pH值升高，极化曲线向正方向移动，pH值在1.8～2.4的范围内的改变对于极化曲线的影响不大。OP-10浓度为0.8 g/L时，极化最大，有利于析出铬。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1课题来源及背景

1.2国内外进展

1.2.1国外的进展

1.2.2国内的进展

1.3本课题研究的目的和意义

第二章原理部分

2.1电极电位

2.2电镀与电沉积的区别

2.3离子交换膜的原理

2.4脉冲电镀

2.4.1脉冲电镀的原理

2.4.2直流电镀与脉冲电镀

2.5金相显微镜分析

第三章实验部分

3.1实验试剂

3.2实验仪器

3.3电解槽的制作

3.4实验操作

3.4.1阳极电解液的配制

3.4.2阴极电解液的配制

3.4.3阳极的制备

3.4.4阴极的制备

3.4.5电镀操作

3.4.6镀层的附着强度

3.4.7镀层孔隙的测量

3.4.8镀层的耐蚀性试验

3.4.9电镀液分散能力的测定

3.4.10电镀液覆盖能力的测定

3.4.11电解液极化曲线的测定

3.4.12镀件金相显微镜分析

第四章实验结果与讨论

4.1电解槽的使用效果

4.2不同膜材料六价铬的消除

4.3不同条件对镀层的影响

4.3.1电流密度对镀层附着强度的影响

4.3.2 pH值对镀层附着强度的影响

4.3.3电镀时间对镀层附着强度的影响

4.3.4电流密度对镀层孔隙率的影响

4.3.5 pH值对镀层孔隙率的影响

4.3.6温度对镀层孔隙率的影响

4.3.7电镀时间对镀层孔隙率的影响

4.3.8电流密度对镀层耐蚀性的影响

4.3.9 pH值对镀层耐蚀性的影响

4.4镀液性能的分析

4.4.1电流密度对电镀液分散能力的影响

4.4.2 pH值对电镀液分散能力的影响

4.4.3温度对电镀液分散能力的影响

4.4.4电流密度对电镀液覆盖能力的影响

4.4.5搅拌速度对电镀液覆盖能力的影响

4.5极化曲线的测定

4.5.1添加剂OP-10对铬电极表面极化行为的影响

4.5.2不同浓度添加剂OP-10的铬电极表面极化曲线的测量

4.5.3不同量脲素的铬电极表面极化曲线的测量

4.6镀件金相分析

第五章结论

参考文献

致谢