表面活性剂在电镀.pptx
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1、1 表面活性剂简介表面活性剂简介表面活性剂表面活性剂双亲结构特殊分子双亲结构特殊分子洗涤、润湿、渗透、分散、乳化、增溶、洗涤、润湿、渗透、分散、乳化、增溶、起泡、柔软、抗静电、抗腐蚀、杀菌等功能起泡、柔软、抗静电、抗腐蚀、杀菌等功能界面吸附、定向排列、生成胶束等特性界面吸附、定向排列、生成胶束等特性第1页/共34页 表表面面活活性性剂剂阴离子型阴离子型阳离子型阳离子型两性离子型两性离子型非离子型非离子型高级脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯高级脂肪酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐等盐等胺盐、季铵盐等胺盐、季铵盐等氨基酸型、甜菜碱型等氨基酸型、甜菜碱型等聚乙二醇型、多元醇型等聚乙二醇型、多元醇型等表面活性剂分类表面
2、活性剂分类第2页/共34页2 电镀简介电镀简介 金属的电沉积金属的电沉积是指在直流电的作用下,电解液是指在直流电的作用下,电解液中的金属离子被还原,并沉积到零件表面形成具有中的金属离子被还原,并沉积到零件表面形成具有一定性能的金属镀层的过程。一定性能的金属镀层的过程。电镀电镀与一般的金属沉积不同,电镀层往往有一与一般的金属沉积不同,电镀层往往有一定要求,如镀层要与基体有牢固的结合力、镀层均定要求,如镀层要与基体有牢固的结合力、镀层均匀、结晶细致、无空隙、耐腐蚀等。匀、结晶细致、无空隙、耐腐蚀等。第3页/共34页2.1 2.1 电镀种类电镀种类u单金属电镀:单金属电镀:镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀
3、银、镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀银、镀金、镀铁等镀金、镀铁等u合金电镀合金电镀u复合电镀复合电镀第4页/共34页2.2 2.2 电镀工艺电镀工艺基体的整平基体的整平磨光磨光抛光抛光除油除油除锈除锈电镀电镀后处理后处理烘干烘干清洗清洗第5页/共34页2.3 2.3 镀液的成分镀液的成分u主盐主盐 是指沉积金属的盐类,可以是单盐或络盐是指沉积金属的盐类,可以是单盐或络盐u络合剂络合剂 改变了镀件的电化学性质和金属离子沉积的改变了镀件的电化学性质和金属离子沉积的电极过程电极过程u导电盐导电盐 提高电镀溶液的导电能力,降低槽端电压,提高电镀溶液的导电能力,降低槽端电压,提高工艺电流密度提高工艺电流密度u
4、缓蚀剂缓蚀剂 使镀液有自行调节使镀液有自行调节pHpH的能力,保持溶液的稳的能力,保持溶液的稳定性定性u阳极活化剂阳极活化剂 使在阴极析出的金属量与阳极溶解量相使在阴极析出的金属量与阳极溶解量相等,保持镀液成分平衡等,保持镀液成分平衡u添加剂添加剂 改善镀液性能,提高镀层质量改善镀液性能,提高镀层质量第6页/共34页光亮剂光亮剂 提高镀层光亮度提高镀层光亮度整平剂整平剂 使基体显微粗糙表面变得平整,提高光洁使基体显微粗糙表面变得平整,提高光洁程度程度应力消除剂应力消除剂 消除镀层在电镀过程中可能诱发的拉消除镀层在电镀过程中可能诱发的拉应力应力抑雾剂抑雾剂 防止电镀过程中可能产生的酸雾、碱雾、防
5、止电镀过程中可能产生的酸雾、碱雾、络雾等,减少环境污染络雾等,减少环境污染润湿剂润湿剂 降低金属与溶液的界面张力,使镀层与基降低金属与溶液的界面张力,使镀层与基体能更好的附着,使阴极上析出的氢气泡容易脱离,体能更好的附着,使阴极上析出的氢气泡容易脱离,防止生成针孔防止生成针孔添加剂的种类添加剂的种类第7页/共34页2.4 2.4 表面活性剂的作用表面活性剂的作用拓宽电镀液的拓宽电镀液的pHpH值值、温度温度和和电流密度电流密度的使用范围的使用范围对电镀中析出的金属粒子具有良好的对电镀中析出的金属粒子具有良好的分散作用分散作用,有利于,有利于提高镀件表面的提高镀件表面的平滑平滑和和光亮度光亮度降
6、低表面张力降低表面张力,有利于对镀件的润湿。促进在阴极表面,有利于对镀件的润湿。促进在阴极表面产生的氢气尽快脱离,防止镀件产生凹痕和针孔产生的氢气尽快脱离,防止镀件产生凹痕和针孔提高前处理过程中提高前处理过程中除油除油、除锈除锈效果效果节省耗电量节省耗电量第8页/共34页3 表面活性剂在电镀中的应用表面活性剂在电镀中的应用3.1 3.1 被镀零件的镀前预处理被镀零件的镀前预处理目的:保证镀层与基体结合紧密,镀层完整无缺目的:保证镀层与基体结合紧密,镀层完整无缺 预处理包括预处理包括机械整平机械整平除油除油除锈除锈清洗清洗干燥干燥第9页/共34页3.1.1 3.1.1 除油除油制品表面粘附的油污
7、制品表面粘附的油污动物油动物油植物油植物油矿物油:石蜡、凡矿物油:石蜡、凡士林、润滑油士林、润滑油非非皂皂化化油油皂皂化化油油第10页/共34页常用除油方法:常用除油方法:有机溶剂除油、化学除油、电化学除有机溶剂除油、化学除油、电化学除 油和超声波除油油和超声波除油化学除油化学除油碱液除油碱液除油 借助碱对油脂的皂化作用来除油,通借助碱对油脂的皂化作用来除油,通常在碱液中加入硅酸钠、表面活性剂以提高去污能常在碱液中加入硅酸钠、表面活性剂以提高去污能力。力。在碱液中适用的表面活性剂有在碱液中适用的表面活性剂有:乳化剂:乳化剂OP-10OP-10(辛基(辛基酚聚氧乙烯醚)、乳化剂酚聚氧乙烯醚)、乳
8、化剂FMFM(油酸三乙醇胺)、平(油酸三乙醇胺)、平平加平加O-20O-20(月桂醇环氧乙烷缩合物)、等。(月桂醇环氧乙烷缩合物)、等。第11页/共34页乳化液除油乳化液除油 这种乳化液有很强的脱脂能力且克这种乳化液有很强的脱脂能力且克服了有机溶剂易燃、易挥发的特点。服了有机溶剂易燃、易挥发的特点。常用的表面活性剂:常用的表面活性剂:十二烷基乙二醇酰胺、脂肪醇聚十二烷基乙二醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基醇酰胺磷酸酯、氧乙烯醚、十二烷基醇酰胺磷酸酯、N,N-油酰甲基油酰甲基牛磺酸钠、甲氧基脂肪酰胺苯磺酸钠、十二烷基硫酸牛磺酸钠、甲氧基脂肪酰胺苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钠、油酸三乙醇胺、十
9、二烷基苯磺酸钠和烷钠、油酸钠、油酸三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠和烷基苯磺酸铵等。基苯磺酸铵等。第12页/共34页酸性除油酸性除油 由有机酸、无机酸和表面活性剂混合而成,由有机酸、无机酸和表面活性剂混合而成,它可同时除去油污和金属表面的氧化物。它可同时除去油污和金属表面的氧化物。常用的表面活性剂:常用的表面活性剂:OP乳化剂、平平加、烷基苯磺酸钠等。乳化剂、平平加、烷基苯磺酸钠等。表面活性剂除油表面活性剂除油 以表面活性剂为主要成分,辅以助溶以表面活性剂为主要成分,辅以助溶剂和缓蚀剂。它除油主要靠表面活性剂的乳化作用,因此剂和缓蚀剂。它除油主要靠表面活性剂的乳化作用,因此需要搅拌,可以在室温或稍高
10、温度下进行,节省能源。需要搅拌,可以在室温或稍高温度下进行,节省能源。该方法适用于各种金属零件,但由于成本高,目前仅该方法适用于各种金属零件,但由于成本高,目前仅用于一些精密部件的除油。应用最多的是用于一些精密部件的除油。应用最多的是非离子型和阴离非离子型和阴离子型表面活性剂。子型表面活性剂。第13页/共34页3.1.2 3.1.2 浸蚀浸蚀 金属零件浸渍在酸性溶液中,除去锈蚀产物或金属零件浸渍在酸性溶液中,除去锈蚀产物或氧化膜的过程称为氧化膜的过程称为浸蚀浸蚀。性质划分性质划分化学浸蚀化学浸蚀电化学浸蚀电化学浸蚀用途划分用途划分浸蚀浸蚀强浸蚀强浸蚀光亮浸蚀光亮浸蚀弱浸蚀弱浸蚀第14页/共34
11、页 由于金属氧化物大都属碱性氧化物,浸蚀液一般呈酸由于金属氧化物大都属碱性氧化物,浸蚀液一般呈酸性,所以性,所以浸蚀浸蚀又称为又称为“酸洗酸洗”。大部分浸蚀液都采用硫。大部分浸蚀液都采用硫酸或盐酸的水溶液以及它们的混合物。酸在溶解金属氧酸或盐酸的水溶液以及它们的混合物。酸在溶解金属氧化物的同时也会溶解金属本身,为了减少金属的溶解,化物的同时也会溶解金属本身,为了减少金属的溶解,常需加入缓蚀剂。常需加入缓蚀剂。缓蚀剂缓蚀剂:若丁(二邻甲苯硫脲)、硫脲、硫胺、乌:若丁(二邻甲苯硫脲)、硫脲、硫胺、乌洛托品等。洛托品等。第15页/共34页表面活性剂表面活性剂:烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯(:烷基酚聚氧
12、乙烯醚、聚氧乙烯(5,115,11)脱氢松香胺、蓖麻油聚氧乙烯醚、二甲酚聚氧乙烯醚、脱氢松香胺、蓖麻油聚氧乙烯醚、二甲酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段聚醚等。聚氧丙烯嵌段聚醚等。在浸蚀过程中,由于酸液表面会产生酸雾,既影在浸蚀过程中,由于酸液表面会产生酸雾,既影响身体健康,又污染环境,而且腐蚀车间的设备。加响身体健康,又污染环境,而且腐蚀车间的设备。加入表面活性剂后,一方面表面活性剂分子在液面定向入表面活性剂后,一方面表面活性剂分子在液面定向排列,形成一层致密的表面膜,阻碍酸雾的逸出;另排列,形成一层致密的表面膜,阻碍酸雾的逸出;另一方面,表面活性剂可以在液面形成泡沫,也能抑制一方
13、面,表面活性剂可以在液面形成泡沫,也能抑制酸雾的挥发。有的表面活性剂可能同时起到洗涤、缓酸雾的挥发。有的表面活性剂可能同时起到洗涤、缓蚀、抑雾等作用。蚀、抑雾等作用。第16页/共34页3.2 3.2 单金属电镀单金属电镀3.2.1 3.2.1 镀锌镀锌 按按镀锌溶液镀锌溶液可分为:碱性镀锌、酸性镀锌和弱可分为:碱性镀锌、酸性镀锌和弱酸性镀锌。酸性镀锌。目前生产中较常用的有:氰化物镀锌、锌酸盐目前生产中较常用的有:氰化物镀锌、锌酸盐镀锌、氯化铵镀锌和氯化钾镀锌等。镀锌、氯化铵镀锌和氯化钾镀锌等。第17页/共34页(1)(1)氰化物镀锌氰化物镀锌优点:优点:分散和深镀能力好、结晶细密、与基体结合分
14、散和深镀能力好、结晶细密、与基体结合力强、耐腐蚀性好、工艺范围宽、镀液稳定性好、力强、耐腐蚀性好、工艺范围宽、镀液稳定性好、对杂质不太敏感等。对杂质不太敏感等。缺点:缺点:有剧毒,污染环境。有剧毒,污染环境。氰氰化化物物镀镀锌锌液液氧化锌氧化锌氰化钠氰化钠氢氧化钠氢氧化钠添加剂添加剂溶液中锌离子的来源溶液中锌离子的来源主要络合剂,使镀层结晶细致主要络合剂,使镀层结晶细致提高电导和电流效率提高电导和电流效率起到光亮作用,是镀层结晶细致起到光亮作用,是镀层结晶细致第18页/共34页添加剂添加剂 镀锌添加剂可分为镀锌添加剂可分为无机无机和和有机有机两大类,最常用的无两大类,最常用的无机添加剂是机添加
15、剂是硫化钠(硫化钠(NaNa2 2S S),它是一种含硫化合物,能它是一种含硫化合物,能与某些重金属杂质(与某些重金属杂质(PbPb2+2+、CuCu2+2+、SnSn4+4+等)化合后产生沉等)化合后产生沉淀,从而净化槽液。另外,硫化钠还能起到一些光亮作淀,从而净化槽液。另外,硫化钠还能起到一些光亮作用,使镀层结晶细致。因此,在氰化物镀锌槽中应保持用,使镀层结晶细致。因此,在氰化物镀锌槽中应保持一定量的硫化钠。一定量的硫化钠。有机添加剂(光亮剂)种类很多,有有机添加剂(光亮剂)种类很多,有高分子化合物高分子化合物,如明胶、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺;如明胶、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺;有芳香醛和杂环化合
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- 表面活性剂 电镀
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