电镀层均匀性和镀液稳定性:问题与对策

《电镀层均匀性和镀液稳定性:问题与对策》共五章，主要针对电镀生产效率(镀液的稳定性)和电镀产品质量(镀层均匀性)，对生产实践中产生的问题进行了深入的剖析，陈述了实质性影响因素的作用，给出了解决问题的基本思路和常用方法，同时，对性能的检测和评价方法做了介绍。

《电镀层均匀性和镀液稳定性:问题与对策》可供电镀工艺技术人员、管理人员，电镀技术开发人员阅读参考。

本书共五章，主要针对电镀生产效率(镀液的稳定性)和电镀产品质量(镀层均匀性)，对生产实践中产生的问题进行了深入的剖析，陈述了实质性影响因素的作用，给出了解决问题的基本思路和常用方法，同时，对性能的检测和评价方法做了介绍。

本书可供电镀工艺技术人员、管理人员，电镀技术开发人员阅读参考。

第一章 电镀均匀性问题1

第一节 镀层厚度及其均匀性的重要性1

一、电镀层的分类1

二、镀层厚度和均匀性对使用性能的重要作用2

第二节 影响镀层厚度均匀分布的因素3

一、电镀过程的基本知识3

二、电流效率的变化对镀层分布的影响3

三、基体金属对镀层分布的影响4

四、阴极表面上电流分布状况对镀层分布的影响5

第三节 阴极表面上初次电流分布5

一、概念5

二、表征与应用6

三、影响因素9

第四节 阴极表面上二次电流分布14

第五节 镀液的分散能力及其测定方法18

一、镀液分散能力的基本概念18

二、远近阴极法19

三、弯曲阴极法21

四、霍尔(Hull)槽测定法22

五、镀液分散能力测定与分析实例22

第六节 镀液的覆盖能力及其测定方法22

一、影响覆盖能力的因素23

二、镀液覆盖能力的测定方法25

第七节 整平作用机理及整平能力测定方法28

一、微观不平表面的物理化学特性29

二、镀液微观整平能力的类型29

三、镀液微观整平能力的测定方法31

第八节 用霍尔槽测定镀液分散能力、整平能力及其他应用32

一、霍尔槽及其结构32

二、霍尔槽的试验与分析评定方法34

三、用霍尔槽测定镀液的分散能力37

四、用霍尔槽测定镀液的整平能力39

五、霍尔槽在电镀生产中其他的应用39

第九节 镀件表面各点实际电流密度的测定40

一、等位线、电力线法40

二、直接测定法42

三、电镀现场对平均电流密度的控制42

第十节 电镀液电导率的测定45

第十一节 镀液阴极电流效率的测定47

第十二节 电镀液pH值的测定48

第二章 改善电镀层分布均匀性51

第一节 加强与镀件设计、机加工工序的协调51

第二节 改善几何因素，提高镀(铬)层分布均匀性55

一、控制镀液导电的自由空间法56

二、保护性阴极法57

三、调整阳极大小、长短、排布位置法58

四、分段、分部位多次镀铬法60

五、活塞环的旋转、刮刷镀铬法62

第三节 某些特定形状的工件改善几何因素的方法66

一、表面有孔工件的镀铬方法66

二、特大圆柱体的镀铬方法67

三、大型冷冲压模具的镀铬方法67

四、减震器杆等杆件的镀铬方法70

第四节 电镀挂具对改善镀层均匀性的重要作用72

一、概述72

二、常规挂具设计的基本原则73

三、电镀挂具的种类与结构75

四、挂(吊)镀中，影响电镀均匀性的主要几何因素76

五、碗状或筒状工件镀锌挂具及双极性电镀挂具77

第五节 电镀自动线用挂具78

一、电镀自动线用挂具的特点78

二、挂具的及时检修维护80

第六节 利用滚镀和振动镀改善电镀均匀性81

一、概述81

二、单体式滚镀机及振动(荡)电镀机82

三、滚镀自动生产线88

第七节 阳极对镀层均匀性的影响90

第八节 采用调制电流技术改善镀层分布的均匀性93

一、调制电流技术的概念93

二、调制电流(脉冲电流)对镀层分布均匀性的影响94

第九节 采用刷镀方法制取均匀度较高的镀层96

一、刷镀的基本原理和应用范围96

二、刷镀的镀层厚度及其分布99

第十节 利用化学镀、浸镀、机械镀和气相沉积技术获得均匀镀层99

一、化学镀100

二、浸镀(置换镀)和接触镀101

三、机械镀102

四、物理气相沉积涂(镀)层102

第十一节 通过调节电镀液的组成改善镀层分布的均匀性103

第十二节 用络合剂改善镀液的分散能力及覆盖能力104

第十三节 用电镀添加剂改善分散能力、覆盖能力108

一、电镀用有机添加剂的特点108

二、有机添加剂作用机理浅述108

第十四节 深孔、盲孔工件镀镍中用络合物、有机添加剂提高镀液覆盖能力110

第十五节 选择适当的电镀工艺规范，获取较均匀分布镀层112

第十六节 对改善镀层厚度分布均匀性措施的评述113

第三章 镀层厚度的测定方法116

第一节 概述116

第二节 常规液流测厚法116

一、计时液流测厚法117

二、一种改进型计量(或计时)液流测厚仪120

三、用液流电位法客观地判定液流测厚的终点123

第三节 点滴测厚法及化学溶解测厚法128

一、点滴测厚法用于常见一般镀层的厚度测定128

二、薄镀铬层的点滴法测厚130

三、化学溶解测厚法131

第四节 阳极溶解法测量镀层厚度132

第五节 金相显微镜测厚法、扫描电子显微镜测厚法及轮廓仪测厚法135

一、金相显微镜测厚法135

二、扫描电子显微镜测厚法136

三、轮廓仪测厚法137

第六节 非破坏性测厚法137

一、概述137

二、磁性测厚仪138

三、涡流测厚仪139

四、X射线光谱测厚法140

五、β射线反向散射测厚法142

六、用塞规、千分尺等机械量具测厚法143

七、在电镀自动线生产过程中对镀层厚度的控制与检测方法143

第七节 电镀层厚度测量方法评述145

一、测量方法145

二、各种测量镀层厚度方法适用范围的选择146

第四章 镀液稳定性及其控制148

第一节 镀液中的多种类型的动态平衡148

一、为什么要控制镀液稳定性148

二、镀液中的动态平衡149

第二节 电镀过程中的物料衡算150

第三节 电化学反应物及其产物对镀液浓度动态平衡的影响151

一、镀液中被镀金属离子浓度的动态平衡151

二、镀液中有机添加剂及光亮剂浓度的动态平衡158

第四节 镀液中基本不参与电化学反应的物质浓度的动态平衡162

一、属于镀液配方中包含的组分的动态平衡162

二、镀液配方中未包含成分的动态平衡165

第五节 电镀生产过程中清除杂质的方法169

一、电镀生产过程中的自洁作用169

二、常用的除去镀液中(有害)杂质的方法171

第六节 采用调节槽法维持镀液浓度的动态平衡176

第七节 镀槽生产时的平均装载量及生产强度对槽液稳定性的影响177

第八节 仿金镀液、黑镍镀液稳定性控制177

第九节 镀液热量平衡及电镀温度的选定179

一、镀液体系内的热量平衡179

二、电镀液工作温度的选定及其对节能的重要意义181

第十节 镀液体积的动态平衡182

一、引起镀液体积变化的原因182

二、镀液体积的动态平衡的控制183

第五章 电镀过程中简易、快速的监测与控制方法185

第一节 电镀过程中的“望闻问切”诊断法185

一、望诊186

二、闻诊190

三、问诊190

四、切诊191

第二节 掌握一些简单的定性分析方法191

一、检查与消除碱性镀锡液中Sn2 192

二、检查纯水质量192

三、鉴定铁盐及亚铁盐192

第三节 电镀中浓度的监控194

第四节 利用镀液组成变化特点，简化镀液化学分析过程199

第五节 含铬废水中CrO3含量达标排放的简易定性测定方法200

一、试剂配制201

二、检定方法201

第六节 电化学抛光液Cr3 /Cr6 含量的比例变化的监测201

一、“铬标准”的配制方法202

二、目视比色操作程序203

第七节 对工作状态变化较快溶液在车间建立简易的监控手段203

第八节 工件表面脱脂（去油）效果几种简易评定方法205

第九节 建立镀液严密监管制度206

第十节 充分利用标准样板207

参考文献209