一2超硬材料电镀制品的结构形式、工作层组织、产品类型的特点:1结构形式:①具有工作层和基体两层结构特点;②有形状特殊和工作层较薄特点2工作层组织:①浓度最高,一般在200%左右②结合力最强;③气孔率最低,可趋近于零④硬度高,明显高于青铜和树脂磨具3产品类型:首先,仅仅少部分是磨具,更大部分是非磨削用途的专用工具。其次,电镀制品当中,有相当一部分是用其他工艺方法 3超硬材料电镀制品的使用特性:超硬材料电镀制品具有一切超硬材料制品共有的使用性能。其共性主要表现在比普通磨具加工磨削比高、磨削力小、磨削热也小。同时,由于电镀工作层具有组织致密、磨粒浓度高、固结牢的特点,使得电镀制品使用性能又有一些独到之处。其性突出表现为加工效率高、磨削比高、保形性好以及加工精度高。
1①电化学:研究化学变化与电能之间相互关系的②金属电沉积:用电化学方法使金属离子从溶液中还原为金属的过程。③电镀:在基体表面上形成结合牢固、细致紧密、分布均匀的金属层的电沉积。电流效率:电极上实际析出或溶解的金属质量计算的理论值m之比。电沉积速率:电镀单位时间内获得的镀层厚度。 二4解释电化当量,并分别写出单金属、二元合金、三元合金电化当量的计算公式:表示电
机上通过单位电量所形成产物的量,是各物质特有的常数。公式K=M/(nf),Kabc=1/(A/Ka+B/Kb+C/kc)
13影响电解液电导率的因素电解液本性、浓度、温度;电解液导电能力的大小取决于离子浓度、离子电价、离子淌度;在粒子电荷相同的条件下,H+移动速度比其他离子快5~6倍,OH-则快2~3倍。
14在电极表面附近的液层中,传质过程以什么形式,为什么?:扩散形式或扩散和电迁移的形式;原因:在电极表面附近的液层中,稳态下保持着一定的浓度梯度,并以一定的速度进行着稳定的扩散过程。在这里,液流速度比溶液深处小得多,对流作用可以忽略不计。此时,传质以扩散和电迁移为主。当溶液中含有大量惰性电解质时,放电离子本身迁移数小,此时扩散起主要作用。
18测定电极电位实际上是测定电动势,后者通常可根据对消法/补偿法原理测量。
三2电极过程是由哪些基本步骤串联组成:液相中的传质步骤、前置表面转化步骤、电化学步骤、后置表面转化步骤、新相生成步骤或液相中的传质步骤
3电极的极化:当电流通过电极时,电极电位与平衡电位之间出现差异的现象。过电位:一定电流密度下电极电位与平衡电位之间的差值。交换电流:平衡电位下电极上的还原或氧化的单相反应速率。电化学极化:由于电化学反应的迟缓而引起的点击极化,也叫活化极化。
6根据电话极化基本方程式,说出决定电化学极化大小的主要因素:外电流ic和交换电流io,进一步取决于他们的比值。
7线性极化方程式及相应的极化曲线适合于什么范围i远小于io或n小于20mv,线性关系。
8塔费尔方程式、曲线适应范围:i远大于io或n大于120mv,呈半对数关系。
10电化学步骤与扩散步骤的动力学特征比较:
比较项目 | 电化学步骤光纤电话机 | 扩散步骤 | | |
极化曲线形式 | 低ic,n与i成正比;高ic,n与lgi成正比 | n与lgid/(id-ic)成正比 | | |
不干胶标贴搅拌溶液对的i影响 | 无影响 | I与搅拌强度成正比 | | |
电极材料表面状态对反应速率的影 | 有显著 | 无影响 | | |
改变界面电位分布对反应速度的影 | 常有影响 | 无影响 | | |
反应速度的温度常数 | 一般比较高 | 较低,一般为百分之2/度 | | |
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四1金属电沉积是通过电解方法从溶液中获取金属沉积物的过程;电镀的目的是制造特定成分与性能的金属覆盖层;电镀溶液分为简单盐电镀液和配合物电镀液。
2按照镀层的结构和使用目的,金属镀层可分为:(1)简单镀层、复合镀层(2)防护性或防护装饰性镀层、功能镀层。
8简述电结晶时理想镜面和实际镜面的生长过程:1到达电极上的离子现在平面位置上放电,成为吸附原子,后扩散到生长点,编入晶格。每层镜面生长是沿生长线一排排完成的。长满后生长点和生长线都消失了,新的一层晶面开始生长,必须在已长满的晶面上形成二维晶核,按着顺序完成。2绝大多数实际晶体再生长过程中不需要形成二维晶核,由于实际晶体中总是包含大量的位错,如果晶面绕着位错线螺旋式生长,生长线永不会消失,能耗少不需要高的电位容易进行。
12阳极析氢对电镀的不良影响,避免措施:1降低镀层的质量,降低电流效率,造成环境污染。是镀层产生针孔和麻点,2采用氢过电位较高的材料作阴极、阴极表面平整光滑、电流密度适当、配危机的种类和用量适当、采用表面活性剂、提高溶液中电解质的总浓度、酸度以中性为宜、温度不宜过高搅拌要适度。
五4有机添加剂为什么能使电镀金属层结晶细致紧密:1添加剂首先影响电化学步骤,他的吸附增大了电化学极化,不断产生新的晶核和细小晶粒;2影响结晶步骤,一方面吸附降低了微晶的形成而有利于形成新的晶核,另一方面是使各个晶面的生长速度趋于一致,从而形成维度均匀、结构致密的晶体。
5简述有机添加剂对镀层整平增光的作用机理:1电解液中添加剂优先在微观凸锋处吸附使金属粒子在该处还原困难,而凹处添加剂吸附少金属易沉积;2添加剂在凸出部位吸附后使该处析氢加剧而降低电流效率,从而起到整平增光作用。
六1分散能力:电解液在一定条件下促使金属和电流在阴极上分布的能力。
2改善电流分布的途径:1减小的塔L,如采用象形阳极和辅助阴极;2减小p(增大k),即增及溶液的导电性;3增大极化率,采用配危机和添加剂;4增大阴阳极的距离。
3改善镀层分布的途径:1几何因素,阴阳极尺寸规格相匹配。距离尽可能接近;2电化学因素,加入导电盐提高电导率,加入配位剂、添加剂提高阴极极化和极化率;3基体金属因素,选择氢过电位较高及金属吸出点位较低的金属材料做基体,阻止析氢,促进金属沉积。
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6赫尔槽用途:1研究镀液的各种成分2选择适当的工艺条件3确定镀液各组分的适当含量4解决用用化学方法难以进行的微量杂质和添加剂的分析问题5帮助分析溶液发生故障的原因6测定度液的分散能力流媒体地址
7测定覆盖能力:直角阴极法和内孔法、凹穴法。
七1为什么镀前处理:表面净化除去杂质,除去表面单分子吸附层,以便颗粒能亲水并沉积到基体上。增强镀层与磨料间的结合力。
8电镀镍或镍钴合金的初级次级光亮剂分别是什么以及其作用:初级糖精、2,7-萘二磺酸钠,是镀层结晶变细并有一定光泽,与次级配合使用获得全光亮镀层,使镀层产生压应力抵消次级产生的拉应力,减小内应力增大延展性,还能增大阴极极化。次级甲醛、1,4-丁炔二醇、香豆素,单独使用可使镀层产生很大拉应力而发脆,显著增大阴极极化。配合初级时产生全光亮镀层,使电流密度范围明显扩大,并且内应力小脆性小。
八1金属集体与镀层结合形式:机械结合、金属键结合、范德华力结合。
10电化学除油的优点:1碱液皂化和乳化作用2电极极化作用(乳化提高)3析出气体作用
11阴极除油和阳极除油各有什么优缺点:1阴极除油速度快,不腐蚀基体;容易渗氢使机体产生氢脆和电镀层鼓泡,同时碱液中杂质容易析出挂灰。适用于有金属2阳极不会产生渗氢,挂灰并且能除去材料表面的杂志残渣;乳化能力较差,速率较慢,容易基体腐蚀。适用于高强度受力工件和弹性零件。
13电化学阳极侵蚀和阴极侵蚀各有什么特点:1共性,电化学侵蚀速度快,酸液消耗少,可以侵蚀合金钢;但是电解液分散能力低,对形状复杂的零件侵蚀效果差。2阴极易渗氢氢脆,有金属;阳极易使基体过侵蚀,钢铁等黑金属。
九1复合镀层:由固体威力均匀分散在金属中形成的镀层,也叫分散度曾和弥散镀层。
2超硬材料与金属复合镀层的构成:底镀层、上砂镀层、加厚镀层、光亮镀层和分散微利。
11普通镀镍溶液中各种成分及其作用:1主盐,提供离子2阳极活化剂(氯化镍或氯化钠),促进阳极溶解,提高导电性和分散能力3导电盐(硫酸钠硫酸镁)提高电导率,使镀层泽白柔。4缓冲剂硼酸,ph稳定5润湿剂(十二烷基硫酸钠)润湿电极,减少针孔麻点。
13电镀镍钴合金的电极反应式:阳极主2
副3(O2CL2Ni2O3)阴极主2副1H2
十6电镀金刚石内圆切割片的特点:1电镀在专用的有机玻璃膜剧中进行2采用电解抛光侵蚀基片3度底层前要进行反电处理以活化表面4上砂和加厚镀同时进行,而且不断转换角度进行立度和平度。
17金刚石绳锯构成:钢丝绳、磨削环、限位环、弹簧、铝合金垫圈、螺纹接头.
十一1电镀后为什么进行除氢处理,怎样进行:1酸洗和电镀等表面处理常常会造成金属基体和镀层渗氢。2热处理,保温
2金属镀层硬度测定:维氏显微硬度计、克努伯硬度计
复合镀层
&=2KItn/rs, &=2Kictn/r 电流强度I=icS K电化当量 n电镀效率 &镀层厚度
t=r&/2Kicn, ic=r&/2Ktn, n=r&/2Kict, V=2Kicn/r
70/80粒径(212+180)/2=196um
70%镍30%牯K=1.096g/(A.h)
镀层发脆起泡脱皮 (1镀前处理不好2有机杂质含量多3金属杂质多4中间断电时间多长5电流密度多 大 6PH值偏高 ,超过规定 7糖精过多)
镀层粗糙有镍瘤镍层过厚 (1镀前处理不良,基体有毛刺 2镍阳极质量不好,阳极泥渣多 3电流密度过大 金属杂质及有机杂质多,镀液中有固体悬浮物 5金刚石感磁严重 6补加药品未充分溶解 )
镀层有针孔 (1十二烷基硫酸钠少 2电流密度过大 3PH值过高 4有机分解物过多 5铁杂质多)
镀层光亮度不够,有条纹 (1电流密度小 2光亮剂少 3PH值和温度不当)
深凹处呈灰黑 (1铜锌杂质影响 2电流密度太低 3温度太高 4PH值和光亮剂含量不当)
上砂困难 (1磨粒表面处理不干净2化石工艺品电流密度过大,析氢严重3PH值过低,析氢严重)
磨料易脱落 (1加厚时间太短2镀层粗糙疏松,把持力小3磨粒表面处理不静
上砂不均匀 (1上砂电流密度太小,凹处上不住砂2上砂电流密度太大,引起严重析氢3基体与磨料镀前处理不好4磨粒粒度粗细与基体直径或厚度配合不当
尺寸偏差 (1基体尺寸不合格2绝缘尺寸不标准3阳极分布不当,使电流分布不均
镀层起泡脱壳 (1镀液PH太高或太低2镀前处理不良3中间断电时间过长4镀液中异金属杂质的影响5有机杂质的影响6电流密度过大7温度太低 (1测PH值后调整2加强镀前处理3检查电路4检查杂质种类,然后按各类杂质进行处理5用活性炭吸附或高锰酸钾氧化6亚克力纸巾盒调整电流7提高温度
镀层有针孔 (1镀液PH不当2润湿剂或双氧水少3镀前处理不良4金属杂质影响5有机杂质或镀液中有油类物质 (1测PH后调整2补充润湿剂或双氧水3加强镀前处理4按各类金属杂质处理方法进行处理5使用十二烷基硫酸钠乳化后用活性炭吸附