复习作业

一、 名词解释（概念） 1、 金属电沉积

金属电沉积是在电流作用下，液相中的金属离子在阴极还原并沉积为金属的过程。 2、金属的电结晶

金属离子放电以后进入晶格形成晶体的过程成为电结晶 3、电流密度

金属零件单位面积上的电流强度 4、分散能力

电镀液具有的在镀件的宏观几何平面上使镀层均匀分布的能力 5、减磨镀层

摩擦系数低，具有自润滑性能或可留存润滑剂，能提高摩擦副的抗磨损性能的一类镀层。 6、浸蚀

浸蚀又称酸洗，是将金属零件浸入酸、酸性盐或碱溶液中，利用化学和电化学方法来除去制品表面的锈蚀物、氧化皮，使金属表面处于活化状态的加工方法。 7、弱浸蚀

弱浸蚀是金属电镀前的最后一道预处理工艺，其目的是除去零件待镀过程中所生成的薄层氧化膜，使晶体晶格暴露，处于活化状态，保证镀层与基体金属间的良好结合。 8、阳极性镀层

在使用环境下电极电位较基体金属负的镀层是阳极性镀层。 9、阴极性镀层

在使用环境下电极电位较基体金属正的镀层是阴极性镀层。 10、单盐镀液

金属离子在镀液中以简单离子（水合离子）的形式出现时称为单盐溶液。 11、实际电流分布

在通电瞬间，阴极极化电流存在时的电流分布。 12、复合镀

将某种不溶于镀液的固体微粒通过搅拌，使固体微粒均匀的悬浮在镀液中，用一般电镀或化学镀方法，与镀液中某种单金属或合金成分在阴极上实现共沉积的一种工艺过程。 13、阳极氧化

将金属制件放在适当电解液中作为阳极进行通电处理，在外加电场作用下，在金属表面形成一层氧化膜的过程。 14、覆盖能力

电解液使零件凹处沉积金属镀层的能力。 15、初次电流分布（一次电流分布）

初次电流分布是指无电化学极化的情况下，电流在阴极表面各部位的分布。 16、化学镀

化学镀也称无电解电镀或自催化镀，是指在固体表面的催化作用下，通过水溶液中还原剂与金属离子在液—固相界面的氧化还原反应产生金属沉积的连续过程。 17、电镀

电镀是利用金属电沉积在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金镀层。 18、表面处理的其他方法：电泳 氧化与磷化

19、点结晶的历程：镀层金属从离子态到晶体态：离子液相传质、电化学反应(前置反应、电荷转换)、电结晶形成晶体

20、分散能力好的覆盖能力一定好，但是覆盖好的分散不一定好。 21、影响二次电流分布的电化学因素:极化度与电阻率

22、分散能力的测试方法：弯曲阴极法、远近阴极法、霍尔槽法;覆盖能力的测试方法：内孔法、凹穴法、直角阴极法；整平作用包括几何整平、真整平、负整平。 23、弱浸蚀一般为5%到10%H2SO4或HCl 24、镀锡分为碱性和酸性两种方法，电镀锡对渗氮有屏蔽作用，以及对S及S化物不起作用，焊接性能好。

二、填空题

1、以电化学的方法使 金属离子还原 为金属的过程，称为金属电沉积。

2、经过电镀可以改变原材料表面的外观和各种性质，而零件内部仍保持原有的冶金及机械性能，所以电镀是一种表面加工技术。

3、耐磨镀层是给零件镀一层高硬度的金属以增强它的抗磨耗能力，延长使用寿命。 4．在水溶液里的各种离子中，对金属离子还原影响最大的是氢离子。

6．在铁、钴、镍等金属的单盐镀液中进行电镀时，镀液体系的交换电流密度较小极化 能力强，能得到细致的结晶，镀层致密。

5、金属电沉积过程包括两个内容，一是金属的离子放电过程，二是结晶过程。

7、在络盐镀液中，游离络合剂含量增加，使络离子更趋稳定，向活化络合物转化困难，提高了阴极极化。

8、一般地说主盐浓度增大、PH值下降、温度升高、搅拌强度加强，允许使用的电流密度上限增大。

9、生产中有的电解液要求加温作业，其目的是增加盐类的溶解度，以防止阳极钝化，增加导电性以改善电镀液的分散能力，减少镀层的渗氢量和强化生产。

10、当直流电通过电解槽时，遇到三部分阻力，分别是金属电极的欧姆电阻、电解液的欧姆电阻和极化电阻。

11、初次电流分布是指阴极极化不存在时的电流分布。 12、零件表面的油污根据其性质可分为皂化油和非皂化油。

13、常用的镀前除油方法有有机溶剂除油、 化学除油和电化学除油等。

14、渗氢会使基体金属及镀层脆性增加，甚至造成零件突然脆性断裂，这就是通常所说的氢脆。

15、镀锌层钝化就是将镀件在一定的溶液中进行化学处理，使锌层表面形成一层致密， 稳定性较高薄膜，形成的膜叫钝化膜。 16、在电场作用下，离子运动的轨迹称为电力线.在阴极的边缘和尖端电力线比较密集集中，使该处的电流密度增大，这种现象称为边缘效应或尖端效应。

三、简答

1、 金属电沉积的基本历程及物理意义。

(1)液相传质：液相中的水化金属离子或络合金属离子从溶液内部向阴极界面迁移，到达阴极双电层溶液一侧。液相传质步骤有三种方式：电迁移、对流和扩散。(2)电化学反应：水化金属离子或络合金属离子通过双电层，并去掉水化分子或配位体层，从阴极上得到电子而变成金属原子。前置转换和电荷转移。(3)电结晶：金属离子放电以后进入晶格形成晶体的过程称为电镀。

2、电镀的主要目的是什么？

（1）提高金属镀层的耐腐蚀性及装饰性（2）获得功能性镀层（3）可以提供新功能材料 3、简述镀铬过程的特点。

（1）阴极电流效率极低，只有13%到18%；

2—

（2）电解液中必须加入一定量的催化剂，SO4 （3）高的阴极电流密度和槽电压；

（4）铬酸镀液的分散能力和覆盖能力很差； （5）操作温度与阴极电流密度的依赖关系明显； （6）用铅或铅锡合金作不溶性阳极。 4、析氢对电镀有何影响。 （1）镀层产生麻点和松空；（2）使镀层气泡；（3）产生氢脆；（4）使零件局部无镀层或镀层不正常；（5）降低阴极电流效率。

5、温度与电流密度对镀铬层光亮区范围的影响。

(1)对镀层光亮度的影响。当镀液中铬酐浓度一定时，改变温度和电流密度，可以获得不同的铬镀层，如乳白铬、装饰铬、和硬铬。

（2）对镀层硬度的影响。当镀液中CrO3与H2SO4比例一定时，铬酐浓度降低，镀层硬度提高，所以低浓度镀液适合镀硬铬。

（3）对沉积速度的影响。当温度一定时，提高阴极电流密度，电流效率提高，沉积速度变快。当阴极电流密度一定时，提高温度，电流效率降低，沉积速度变慢。 6、镀层应具备的条件。

组织致密无孔；对基体结合要好；镀层覆盖完整均匀。 7、非金属材料电镀前几个重要处理工序及目的。

主要工序有：去应力，除油，粗化，敏化，活化，解胶和还原，化学镀。 去应力的目的是防止镀层开裂报废，提高镀层的结合力。

除油的目的是除去制品表面的脱模剂和油污，以保证非金属材料制品能在下一道工序中均匀地进行表面粗化，提高镀层结合力。

粗化处理的目的一方面是增大镀层的接触面积，另一方面使塑料制品变成亲水体，提高了与镀层的键合力。

敏化和活化的目的是在非金属材料表面形成一层对后续的化学镀具有催化活性的贵金属镀层。

解胶使钯微粒裸露，起到加速作用；

还原的作用是避免活化液带入化学镀液而降低稳定性。 8、电镀层选择原则

1)零件工作环境与要求；2）零件的材料和性能；3）零件的结构形状和尺寸；4）不同零件之间的搭接；5）使用寿命。 9、赫尔槽在电镀液中的应用

1）简便而迅速的确定外观合格镀层的工艺条件； 2）选择合理的镀液组成；

3）研究镀液各种成分和添加剂对镀层质量的影响；

4）分析判断镀液成分和添加剂含量的变化以维持正常生产； 5）帮助分析镀液故障产生的原因；

6）用于测定镀液的某些性能，如分散能力、覆盖能力等。 10、影响电解液覆盖能力的因素是什么？

1）基体金属的本性 2)镀层金属和镀液的本性 3）基体金属组织 4）基体金属表面状态 11、改善电解液覆盖能力的途径是什么？

1）降低基体表面粗糙度，尽量减小真实表面积 2）采用覆盖能力好的镀液 3）开始电镀时采用比正常电流大2~3倍的冲击电流，使基体表面在瞬间覆盖一层镀层，然后降至正常电流 4）预镀中间镀层。

12、化学镀镍液中主要有哪几类物质，各自的作用是什么，如何配制镀液？ 1）主盐，主盐在化学镀液中提供被还原的金属离子。 2）还原剂，作用是将主盐金属离子还原沉积在基体上。

3）络合剂，络合剂在化学镀液中的作用主要是与主盐金属离子形成络离子，降低游离金属离子的浓度，使平衡电位变得更负而有利于金属的还原沉积，此外还可防止产生沉淀，提高镀液的稳定性。

4）其他组分，如缓冲剂、促进剂、光亮剂等。

缓冲剂的作用是维持镀液pH值，防止由于大量析氢所引起的pH下降；

促进剂能促使次磷酸盐分子中氢和磷原子之间的键变弱，使氢在被催化表面上更容易移动和吸附，从而提高沉积速率。 光亮剂是增加镀层的光亮度。

镀液配制方法：A、称取计量的镍盐、络合剂、还原剂、添加剂分别溶解；B、将溶解好的含镍盐溶液在搅拌下倒入含络合剂的溶液中；C、将还原剂溶液在强搅拌下倒入B溶液中；D、将添加剂溶液在搅拌下倒入C溶液中；E、用蒸馏水稀释至计量体积；调整pH值（NaOH,氨水4.2-5）；F、过滤。 13、阴极化学除油的特点

(1)产生H2，体积是阳极的两倍，析出的氢气比阳极析出氧气泡小得多，乳化能力更强，除油速度快；(2)利用氢的还原性能除去氧化物(3)不腐蚀基体(4)把钝化表面活化(5)容易渗氢，造成氢脆及镀层起泡。(6)溶液中的Zn、Sn、Pb等会在基体表面析出，成灰黑色海绵状沉淀，影响镀层质量。

14、制定表面预处理工艺流程的一般原则是什么？

1)若金属表面有大量油污和锈蚀严重时，必须在浸蚀前先粗略除油。 2）零件经除油后，应在80℃左右的热水中清洗。 3）零件强浸蚀后，至少要经过两次逆流冷水洗。

4）零件表面粘附矿物油多或抛光膏多时，最好先用有机溶剂除油，除油后要经过干燥再转入化学除油，以免有机溶剂带入化学除油，污染除油液。

5）零件经过常规预处理后，在进行电镀前，最好再进行一次电解除油，处理时间不需太长，1~2min即可，电解除油后再经弱浸蚀后迅速电镀，这对基体金属和镀层间的良好结合是极为重要的步骤。

6）弱浸蚀永远是镀前预处理的最后一道工序，是否还需清洗具体情况而定。 7）绝对不允许把酸性物质带入氰化镀液，否则会产生剧毒的氰化氢气体。 15、简述电镀工艺过程

（1）一般耐蚀性电镀：化学除油→热水洗→流动冷水洗→强浸蚀（酸洗）→流动冷水洗→流动冷水洗→电化学除油→热水洗→流动冷水洗→弱浸蚀（活化）→流动冷水洗→电镀。 （2）防护装饰性电镀：磨光（抛光）→有机溶剂粗除油（电抛光）→干燥→化学除油→热水洗→流动冷水洗→强浸蚀（酸洗）→流动冷水洗→流动冷水洗→电化学除油→热水洗→流动冷水洗→弱浸蚀（活化）→流动冷水洗→电镀。

（3）小零件电镀：滚光（除油、除锈）→流动冷水洗→流动冷水洗→弱浸蚀（活化）→流动冷水洗→电镀。

16、简述6种以上功能性镀层，并举例说明。 1）耐磨镀层：镀铬 2）减磨镀层：铅锡合金 3）钎焊性镀层：镀锡 4）光学镀层：镀黑铬 5）磁性镀层：镍铁合金 6修复性镀层：镀铜

17、举例说明阳极性镀层的防护机理。

阳极性镀层存在空隙或发生破损，镀层由于电位较负成为腐蚀微电池的阳极遭到腐蚀，而基体电位较正成为阴极受到电化学保护。

18、为什么阴极性镀层只有完整无缺和空隙率尽量少时，才能对基体金属起保护作用？ 阴极性镀层存在空隙或发生破损，镀层和基体就形成大阴极小阳极的腐蚀微电池，镀层成为阴极，基体为阳极。致密无孔的阴极性镀层可以起到机械隔离作用，一旦有空隙或破损，不但不能保护基体金属，反而会加速孔隙或破损处的基体金属的腐蚀速度。 19、氯化钾镀锌工艺配方中有哪些成分？各自的作用是什么？

（1）氯化锌：氯化锌是镀液的主盐，提供沉积金属锌离子。氯化锌本身还是一种导电盐，也能增加镀液的导电性，其含量高，溶液电阻小，槽电压比较低，节能。

（2）氯化钾：氯化钾是镀液的导电盐，其主要作用是导电和活化阳极。同时，氯离子又是锌离子的弱配位体，当氯离子含量偏高而锌含量低时，能形成如K4[ZnCl6]类似的高配合物，起到增加阴极极化和提高分散能力的作用。

（3）硼酸：硼酸在镀液中是缓冲剂，能使镀液的pH值保持相对稳定。

（4）添加剂：①主光亮剂：能吸附在阴极表面，增大阴极极化，使镀层结晶细致、光亮；②载体光亮剂：使主光亮剂在助剂的作用下，呈极高的分散度分散在电镀液中，才能在电镀过程中发挥作用；载体光亮剂除了对主光亮剂的增容作用，还有两方面作用，一是载体自身能在电极上吸附，使电极电位变负，从而增大阴极极化，使镀层结晶细致，其吸附电位在-1.1~-1.7V，如果电流密度过大，载体光亮剂将脱附，造成镀层烧焦；二是能降低电极与溶液的界面张力，增加润湿性，消除针孔。③辅助光亮剂：与主光亮剂配合使用，可增大阴极极化和极化度，特别是对低电流密度区影响更大，由于添加了辅助光亮剂，在低电流密度区也能得到光亮镀层，同时使电镀液的分散能力提高。有的还能起到防止镀层发雾、改善镀层色泽或防止镀层烧焦等作用。

20、DE和DPE添加剂的作用是什么？有什么不用特点？

作用：能定向的在阴极表面上产生特性吸附，造成锌离子放电步骤缓慢，产生较大电化学极化，使镀层结晶细致，分散能力和覆盖能力提高。

区别：DE是线型结构，DPE是有短链结构，DE过量会降低电流效率，DPE过量会增大镀层脆性。

21、在锌酸盐镀锌工艺中，对电解液影响最大的是哪些杂质？这些杂质有哪些影响？ 1）铜杂质，会使镀层粗糙无光。 2）铅杂质，会使镀层发黑无光。

3）铬酸根、根离子杂质，会使镀液的分散能力和覆盖能力明显下降，造成低电流密度区镀不上。

4）有机杂质，有机杂质会使镀层气泡、光亮度不均匀。 5）碳酸钠杂质，含量超标时镀件边角处镀层易烧焦。

22、锌镀层的钝化处理的目的是什么？有哪几种常用的钝化液？

使锌层表面形成一层致密、稳定的薄膜，可使镀层耐蚀性明显提高，延长镀件的储存期和使用寿命，并赋予锌镀层以美丽的装饰性外观，并提高了耐污染能力。 常用的钝化液：铬酸盐钝化（彩色）、锌镀层黑色钝化工艺、三价铬钝化。

23、氯化钾镀锌的工艺条件有哪些？其中，pH值的高低是如何影响电解液的工作性能和镀层质量的？

pH值，温度，阴极电流密度，阴极移动

pH值过低，将使析氢的过电位降低，氢气的大量析出导致阴极电流效率降低，还会加速阳极的自溶解，使镀液中锌离子浓度升高，降低镀液的分散能力；若pH值过高，镀层粗糙、发暗。

24、在氯化钾镀锌中，氯化钾的作用是什么？它的质量浓度高低对电解液有什么影响？ 氯化钾是导电盐，主要作用是导电和活化阳极。同时氯离子又是锌离子的弱配位体，可以形成高配合物，起到增加阴极极化和提高分散能力的作用。氯化钾浓度提高，镀液电阻减小，槽电压降低，除节能外，还能改善低电流密度区的镀层质量，提高镀液的覆盖能力和阳极的活化效果。但氯化钾浓度升高到10g/L时，添加剂的浊点会下降3℃左右，影响添加剂的使用效果；氯化钾浓度太低时，镀液的分散能力和覆盖能力会下降，电流密度范围变窄。

25、说明锌镀层钝化膜的形成机理

1）锌的溶解与六价铬的还原过程：锌镀层浸入钝化液中，即发生氧化还原反应，锌层部分溶解，六价铬还原成三价铬，同时锌也与酸发生溶解反应：

2-+2+3+

3Zn+Cr2O7+14H =3Zn + 2Cr +7H2O

2-+2+3+

3Zn+CrO4+16H =3Zn + 2Cr+8H2O

-+ 2+

3Zn+2NO3+8H=3Zn + 2NO↑+4H2O

+2+

Zn +2H = Zn +H2↑

+

2）pH值升高而形成钝化膜的过程。由于锌的溶解，消耗了大量H,使镀层表面附近的钝化

+

液中的H浓度的减小导致pH值升高；同时锌离子浓度升高，当pH升高到一定值时，溶液中

2-2-_

的Cr2O7转化成CrO4，在OH的作用下生成碱式铬酸盐、亚铬酸盐等各种凝胶状物质而形成钝化膜。其反应方程式：

2-2-+

Cr2O7+H2O =2CrO4 +2H

3+- 2-Cr +OH+ CrO4 =Cr（OH）CrO4 （碱式铬酸铬）

3+-2Cr +6OH = Cr2O3·3H2O

2+-2-2Zn +2OH +CrO4 =Zn2(OH)2CrO4 （碱式铬酸锌） 2+3+-Zn +2Cr +8OH =Zn（CrO2）2·4H2O (亚铬酸锌)

3)钝化膜的溶解过程。在成膜过程中，由于氢离子的扩散作用和工件运动，钝化膜表面离子浓度升高，pH值降低，使钝化膜发生自溶解，膜的生成和溶解是同时进行的，开始阶段，膜的生成占主导地位，随着时间的延长，膜的溶解速度加快，保持一个动态平衡。

26、如何配制锌酸盐镀锌液？

27、不同的镀铬工艺对阳极材料及其使用各有什么要求？为什么？

28、镀镍电解液中有哪几种有害杂质？它们分别给镀镍过程带来什么故障？

（1）铁：容易形成氢氧化物碱式盐胶体粒子夹杂在镀层中，增加镀层的孔隙率，内应力和脆性。

（2）铜：当镀液中的铜含量达到0.01~0.05g/L时，低电流区的镀层发暗和粗糙；铜含量更高时，整个镀层将呈黑色或海绵状。

（3）锌：锌含量达到0.02g/L以上时，镀层的内应力明显增大，并出现脆性；锌的含量更高时，镀层出现黑色条纹。

（4）铬：当六价铬含量达0.01g/L时，阴极电流效率显著降低，镀层发黑、发脆，弯曲时镀层呈粉末状脱落；当六价铬达0.1g/L以上时，镍的沉积完全停止。

（5）根离子：根离子使镀层发黑变脆，其含量达0.2g/L时，镀层呈黑色或开裂，且阴极电流效率显著降低。

（6）有机杂质：有的使镀层出现条纹，有的使镀层亮而发脆，有的使镀层产生针孔或起皮等。

29、何谓镍封闭镀层？它是如何起到提高镀层的耐蚀性作用的？ 镍封工艺是一种复合镀工艺，在一般光亮镀镍液中加入非导体微粒和共沉积促进剂，电镀时这些微粒与镍共沉积成为复合镀层。

30、以钢铁基体上镀暗镍/高硫镍/亮镍为例，说明其提高基体金属耐蚀性能的机理。 光亮镍含硫量比半光亮镍含硫量高，电位较负，在形成腐蚀微电池时半光亮镍为阴极，光亮镍为阳极，腐蚀优先在光亮镍镀层横向进行，牺牲阳极的作用阻碍了腐蚀向纵深发展，半光亮镍层受到电化学保护，从而延缓了腐蚀穿透半光亮镍层的速度，提高了对基体金属的防护能力。而暗镍层不含硫，其电位比半光亮镍层还要正，腐蚀时优先腐蚀半光亮层，从而使基体受到保护。

31、铝及其合金阳极氧化膜的性质有哪些？ （1）足够的稳定性； （2）较高的孔隙率； （3）很高的硬度；

（4）很高的绝缘电阻和击穿电压； （5）具有多孔性和良好的吸附特性。 32、金属沉积可以分为哪几个步骤？ （1）液相传质步骤； （2）前置转化步骤； （3）电子转移； （4）电结晶。

33、试述在简单盐电镀液中，加入阳极活化剂为什么能防止阳极钝化的原因。 阳极活化剂是在电解过程中能降低阳极极化，促进阳极溶解。 34、阴极电流密度对镀层的结晶组织有什么影响？为什么？ 电流密度对镀层结晶的粗细影响较大。当电流密度低于允许电流密度的下限时，镀层结晶比较粗大，这是由于电流密度比较低，过电位小，晶核形成速度很小，只有少数晶核长大所致。若电流密度超过允许电流密度的上限时，由于阴极附近放电金属离子匮乏，一般在棱角和凸出部分放电，出现结瘤和枝状结晶，如电流密度继续上升，由于析氢使阴极区pH值升高，将形成碱式盐或氢氧化物，这些物质在阴极吸附或夹杂在镀层中，形成海绵状沉积物。 35、电解液温度对镀层质量和电镀过程有什么影响？为什么？

在其他条件不变时，升高温度，阴极极化降低，镀层结晶较粗。这是因为温度提高，增大了离子的扩散速度，导致浓差极化降低；同时，温度升高，离子脱水速度加快，增加了金属离子与阴极表面的活性，因而降低了电化学极化。

36、简述析氢现象对镀层质量的影响及其减少析氢的措施。 （1）析氢对镀层质量的影响： ①使镀层产生孔洞和麻点； ②使镀层产生起泡； ③产生“氢脆”； ④降低电流效率’

⑤是零件局部无镀层或镀层不正常。 （2）减少析氢的措施： ①减少金属中渗氢的数量；

②采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀层； ③镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患

37、电流效率是如何影响镀层金属在阴极表面分布的？

第一种情况是在很宽的电流密度范围内，电流效率不随电流密度而改变，此时远、近阴极上金属析出的电流效率相同，即金属在阴极表面的分布与电流在阴极表面的分布一致。电流效率对分散能力没有影响。

第二种情况是电流效率随电流密度的增加而增加，相同时间内相同面积上，近阴极金属沉积的质量总大于远阴极上金属沉积的质量，加之近阴极电流密度大电流效率高，金属沉积质量大。所以金属在远、近阴极上的分布更不均匀。

第三种情况是电流效率随电流密度增加而降低。此时近阴极上电流密度大，而电流效率低；远阴极上电流密度小，而电流效率高，电流效率对镀层分布起“调节”作用，金属的分布比电流的分布更均匀，有利于获得均匀的镀层。 38、阳极氧化工艺流程

机械准备→除油→热水洗→冷水洗→浸蚀→水洗→阳极氧化→水洗→着色→水洗→封闭→水洗→干燥

39、硫酸阳极氧化的工艺条件 硫酸：100~200g/L

2

阴极电流密度：0.8—1.5A/dm温度：15—25℃ 电压：10—25V 时间：20—40min 四、分析题

1、 钾盐镀锌添加剂的种类及作用。

1） 主光亮剂：吸附在阴极表面，增大阴极极化，使镀层结晶细致、光亮。

2)载体光亮剂：使主光亮剂在助剂的作用下，呈极高的分散度分散在电镀液中，才能在电镀过程中发挥作用。载体光亮剂除了对主光亮剂的增容作用外，还能起到两方面的作用：以是载体自身能在电极上媳妇，使电极电位变负，从而增大阴极极化，使镀层结晶细致，其吸附电位在-1.1~-1,7V，如果电流密度过大，载体光亮剂将脱附，造成镀层烧焦；二是能降低电极与溶液的界面张力，增加润湿性，消除针孔。

3)辅助光亮剂：与主光亮剂配合使用，可增大阴极极化和极化度，特别是对低电流密度区影响更大，由于添加了辅助光亮剂，在低电流密度区也能得到光亮镀层，同时使电镀液的分散能力提高。

2、某钢铁件表面粘附大量油污且锈蚀严重，请制定出它的前处理工艺流程并作简要说明。 有机溶剂除油→干燥→化学除油→热水洗→流动冷水洗→流动冷水洗→强浸蚀→流动冷水洗→流动冷水洗→电化学除油→热水洗→冷水洗→弱浸蚀→流动冷水洗 3.光亮镀镍添加剂的种类及作用

1)初级光亮剂：具有显著细化镀层晶粒的作用，使镀层产生柔和的光泽，单独使用时不能产生镜面光泽，镀层呈现压应力，如果加入量适当，可以抵消暗镍底镀层产生的张应力。 2)次级光亮剂：能明显增大阴极极化，主要起光亮作用，与初级光亮剂配合使用，可在宽广的电流密度范围内获得全光亮（镜面光泽）和延展性良好的镀层，单独使用时光亮区的电流密度范围变窄，电流效率有所降低，镀层呈现张应力，脆性较大。次级光亮剂能改善镀液的分散能力，有些还兼具整平作用。

3)辅助光亮剂：对镀层光亮仅起辅助作用，能改善镀层的覆盖能力、减少针孔、降低镀液对杂质的敏感性、出光速度快、降低光亮剂的消耗量等。

2-3+

4、用胶体膜理论解释镀铬液中SO4，Cr的作用

2-①SO4离子的作用 在纯铬酸溶液中是镀不出铬的。在铬酸电解液中镀铬时，首先在阴极表面上生成的是碱式铬酸铬的胶体膜，将阴极紧紧包住，只有体积最小的H+离子才能穿过膜

2-层进行还原反应。SO4离子的存在,能使碱式铬酸铬胶体膜溶解，这一溶解发生在局部，暴露出电极表面，使得真实电流密度很高，极化作用很大，才能使六价铬直接在阴极表面上还

3+

原成金属铬。在新生成酌铬层表面上又会生成肢体膜，膜的生成与溶解交替进行。②Cr离子的作用

5、用Ф—t曲线解释铝阳极氧化膜的生长过程

AB段 阻挡层形成 通电开始的几秒至十几秒时间内，电压随时间急剧增加到最大值，称为临界电压或形成电压。说明在阳极上形成了连续的、无孔的薄膜层，具有较高的电阻，称为阻挡层。随着膜层加厚，电阻增大，引起槽电压急剧地呈直线上升，阻挡层的出现阻碍了膜层的继续加厚。阻挡层的厚度与形成电压成正比，形成电压越高，阻挡层越厚；而与氧化膜在溶液中的溶解速度成反比。这一段的特点是氧化膜的生成速度远大于溶解速度。 BC段 膜孔的出现 阳极电压达到最大值后开始有所下降，这时由于阻挡层膨胀而变得凹凸不平，凹处电阻较小而电流较大，在电场作用下发生电化学溶解，以及溶液侵蚀的化学溶解，凹处不断加深而出现孔穴，这时电阻减小而电压下降。

CD段 多孔层增厚 大约在阳极氧化20s后，电压趋向平稳，随着氧化的进行，电压稍有增加，但幅度很小。这说明阻挡层在不断地被溶解，孔穴逐淅变成孔隙而形成多孔层，电流通过每一个膜孔，新的阻挡层又在生成。这时阻挡层的生长和溶解的速度达到动态平衡，阻挡层的厚度保持不变，而多孔层则不断增厚。多孔层的厚度取决于工艺条件，主要因素是温度。由于氧化生成热和溶液的焦耳热使溶液温度升高，对膜层的溶解速度也随之加大。当多孔层的形成速度与溶解速度达到平衡时，氧化膜的厚度也就不会再继续增加。该平衡到来的时间愈长，则氧化膜愈厚。

6、写出实际电流分布公式，分析影响电流和金属分布的影响

DIl11DI l11221D l在分散能力中，当实际电流分布趋近于1时分散能力最好。也就是当： l11D

趋近于0时。促使上面因素趋近于0的条件是：ρ越小越好(电解液的电阻率要小，电导率大)； L近要大，零件与阳极的距离尽可能的大。

其他因素：(一)几何因素的影响 几何影响因素包括电解槽的形式、电极的形状、尺寸及相对位置等。实际上几何影响因素比较复杂，一是制件形状、尺寸多样，二是电力线在制件表面的分布不是完全垂直的。因此要考虑电力线的概念和边缘效应。(1)电力线的影响 电力线：在电场作用下离子运动的轨迹。当阴极与阳极平行而且电极与电解液等高时，电力线互相平行并垂直于电极表面，此时电流在阴极表面的分布均匀。当阴极与阳极平行，但电极低于电解液时，电力线除了垂直于电极表面外，还有在边缘集中的现象，此时电流在阴极表面的分布不均匀。如果制件形状复杂，电流在阴极表面的分布不均匀。在边缘、棱角、尖端处电流密度较大，这种现象称为边缘效应。(2)电解槽形状的影响 电极与电解槽不等宽，金属在电极上的沉积是两边多，中间少。等宽时，表面均匀。(3)远近阴极与阳极距离之差的影响(△L) △L接近0时，电流在阴极表面的分布均匀，为此多采用象形阳极（解决零件深凹处的问题），或者采用辅助阴极（防止尖端或边缘被烧焦问题）。

(二)电化学因素的影响 电化学因素主要包括：极化度，电解液的电阻率。(1)极化度的影响 极化度表示阴极极化随电流密度变化的速度（极化曲线上的斜率）。极化度大分布均匀，极化度小分布不均匀。(2)电解液的电阻率ρ越小越好（电解液的电阻率要小，电导率大）；(3)金属在阴极上的分布 镀层金属的分布决定于电流的分布，但不等于电流的分布，其原因是除了金属沉积外还有其他的反应（析氢等），其过程与电流效率有关。 金属分布于电流密度和电流效率关系如右：

M1D

117、分析镀铬过程的阴极反应 M2D22

8、电化学除油原理

电化学除油除了具有化学除油的皂化和乳化作用外，，还具有电化学作用。在电解条件下，电极的极化作用降低了油与溶液的界面张力，溶液对零件表面的润湿性增加，使油膜与金属间的粘附力降低，使油污易于剥离并分散到溶液中的乳化而除去。在电化学除油时，不论制件作为阳极还是阴极，表面上都有大量的气体析出。电解时金属与溶液界面所释放的氧气或氢气在溶液中起乳化作用。因为小气泡很容易吸附在油膜表面，随着气泡的增多和长大，这些气泡将油膜撕裂成小油滴并带到液面上，同时对溶液起到搅拌作用，加速了零件表面油污的脱除速度。