表面改性技术教师：强颖怀学院：材料学院材料科学与工程学院表面改性技术第四章 电镀化学镀电镀概述1
普通电镀2
电刷镀5
非金属电镀6
合金电镀3
复合电镀4
化学镀7
材料科学与工程学院表面改性技术4.1 电镀概述
电镀 是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原，
并沉积到零件表面形成具有一定性能的金属镀层的过程。
镀件 + 阴极；金属 + 阳极电镀液 +直流电 =阴极析出液相传质：水化或配位离子电化学反应：脱掉周围分子电结晶：晶格形成材料科学与工程学院表面改性技术4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术防护装饰性镀层耐磨减磨镀层 电磁镀层,Au,Ag,导电抗氧化可焊镀层,Cu,Sn,Ag
耐热镀层,Ni-W，耐高温修复镀层：修复尺寸
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术普通镀层 如 镀 Zn或 镀 Cu层合金镀层 如 Zn－ Ni层等复合镀层 如 Ni－ Al２ O３,Co－ SiC
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术挂镀：尺寸较大工件 滚镀：尺寸小批量大
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术连续镀,薄板、金属丝、带
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术工件 机械处理 化学处理电化学处理预镀电镀镀后处理
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术表面粗糙度：磨光、抛光去油脱脂：溶剂溶解、化学、电化学除锈：机械、酸洗或电化学活化处理：弱酸中侵蚀一段时间钝化处理 除氢处理
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术
主盐 指镀液中能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐，
用于提供金属离子。
单盐：简单金属离子，结晶粗糙络盐：金属的络离子，结晶细致
导电盐 指能提高溶液的电导率，对放电金属离子不起络合作用的碱金属或碱土金属的盐类。
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术
络合剂,在电镀生产中，一般将能络合主盐中金属离子的物质。
单盐：简单金属离子，结晶粗糙络盐：金属的络离子，结晶细致
缓冲剂 是指用来稳定溶液酸碱度的物质
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术4.2 普通电镀
普通电镀 主要是指常规单金属电镀，以区别于复合电镀、
合金电镀、电刷镀等。
Cr,Ni,Cu,Zn,Sn,Cd
不同覆层具有不同性质、用途，不同工艺也有不同特点材料科学与工程学院表面改性技术
铬 是银灰色金属，在大气中具有强烈纯化能力，能经久不变色。铬有极高的硬度和优良的耐磨性、耐蚀性及耐热性，化学稳定性好。一般都有底层如镍层。
空气中加热到
500℃,外观和硬度仍无明显的变化。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
装饰性镀铬,防止基体金属生锈和美化产品的外观，可用于金属材料和非金属材料，各种日用品中常见。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.2 普通电镀防护装饰性镀铬 的目的是防止基体金属生锈和美化产品的外观，大量应用于汽车、摩托车、自行车、缝纫机、钟表、家用电器、医疗器械、仪器仪表、家具、办公用品以及日用五金等产品，也常用于非金属材料，最常见的是塑料制品。耐磨镀铬的目的是提高机械零件的硬度、耐磨、耐蚀和耐温等性能。
材料科学与工程学院表面改性技术
耐磨镀铬 提高机械零件的硬度、耐磨、耐蚀和耐温等性能的镀层。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
耐磨铬的应用非常广泛，如机械模具、
塑料模具、玻璃模具、化工耐蚀阀门、发动机曲轴、汽缸活塞和活塞环、光学刻度尺、
印刷滚筒、纺织印花滚筒、造纸滚筒以及工具、量具、切削刃具等。这些产品经过镀耐磨铬后，可以延长使用寿命。镀耐磨铬的另一个用途是修复磨损零件和切削过度的工件，
使这些零件重复使用。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
铬化合价有２、３、６三种，但２价铬不稳定，镀铬大多以３价和６价的形式存在，目前国内多用 6价铬溶液。
铬由于脆等原因，一般不做阳极，常用铬酐补充形成铬酸和重铬酸。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
镍 是银白色的金属，有良好的化学稳定性，耐碱但不耐酸，长期暴露易变色，一般作为镀铬的底层使用。标准电极电位高，仅机械保护。
镀镍磁铁
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
锌 是银白色金属，在干燥空气中很稳定，能溶于酸、碱，
机械保护和电化学保护。
氰化物镀锌、
锌酸盐镀锌、氯化物镀锌、硫酸盐镀锌。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
铜 是玫瑰红色金属，在空气中容易氧化，失掉颜色和光泽，电极电位高，仅能做中间层，防腐、耐磨中不太常用。镀铜铁丝，
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.3 合金电镀
合金电镀 在阴极上同时沉积出两种或两种以上金属，形成结构和性能符合要求的镀层的工艺过程，能获得单一金属无法获得镀层。塑料电镀铝合金，电镀铜合金。
材料科学与工程学院表面改性技术
与热冶金相比的特点容易获得高熔点与低熔点金属组成的合金 Sn-Ni
可获得热熔相图没有的合金 δ－铜锡合金容易获得组织致密、性能优异的非晶态合金 Ni－ P
电镀合金与热熔合金比，硬度高，延展性差 Ni－ P
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
与单金属电镀相比的特点能获得单一金属所没有的特殊物理性能，
如导磁性、减摩性、钎焊性合金镀层结晶更细致，镀层更平整、光亮可以获得非晶结构镀层
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
与单金属电镀相比的特点合金镀层可具备比组成他们的单金属层更耐磨、耐蚀，更耐高温，并有更高硬度和强度
，但延展性和韧性通常有所降低
4.3 合金电镀不能从水溶液中单独电镀的 W,Mo,Ti,V等金属可与铁族元素（ Fe,Co,Ni）共沉积形成合金独特外观。通过成分设计和工艺控制，可得到不同色调的合金镀层（如 Ag合金，彩色镀
Ni及仿金合金等）具有更好的装饰效果。
材料科学与工程学院表面改性技术
两种金属中至少有一种金属能从其盐的水溶液中沉积出来。有些金属（如 W,Mo等）不能从其盐的水溶液中沉积出来，但可以借助诱导沉种与铁族金属共沉积。
共沉积的两种金属的沉积电位必须十分接近，如果相差太大，则电位较正的金属将优先镀出来，甚至完全排斥电位较负金属的析出。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
改变镀液中金属离子的浓度，增大较活泼金属的浓度使它的电位正移，或者降低较贵金属离子的浓度使它的电位负移，从而使它们的电位接近。
采用合适的配合剂，是使电位差相差大的金属离子实现共沉积的最有效方法，金属配位离子能降低金属离子的有效浓度，使电位较正金属的平衡电位负移的绝对值大于电位较负的金属。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
采用适当的添加剂，添加剂在镀液中的含量比较少，一般不影响金属的平衡电位，有些添加剂能显著地增大或降低阴极极化，从而明显地改变金属的析出电位。
选择金属离子合适的价态，同一金属不同价态的标准电极电位有较大差异，一般应选择易溶于水且标准电位与共沉积金属较接近的价态的化合物。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
正则共沉积：受扩散控制沉积过程，控制阴极扩散层中的离子浓度变化来控制镀层的组成。单镀液体系。
镀液中离子总浓度、提高温度、增强搅拌
非正则共沉积：扩散控制的程度小，阴极电位的控制。
配合物镀液体系。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
平衡共沉积：处于化学平衡的镀液中共沉积，合金沉积层中的金属含量比等于镀液中的金属含量比。只有很少几个共沉积过程属于平衡共沉积体系。
异常共沉积：电位较负的金属反而优先沉积，异常共沉积较少见。
诱导共沉积：钼、钨和钛等金属不能自水溶液中单独沉积，但可与铁族金属实现共析。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术电镀合金类型示例电镀合金类型 示例正则共沉积 Ag-Pb,Cu-Pb
非正则共沉积 Ag-Cd,Cu-Zn
平衡共沉积 Pb-Sn,Cu-Bi
异常共沉积 Zn-Ni,Fe-Zn
诱导共沉积 Ni-W,Co-W
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
防护性合金电镀,
以电位比铁低的锌为基，加入比铁高的元素，延缓镀层腐蚀，或加入更低的元素，促进其腐蚀形成致密保护膜。
以比铁略正的金属镉锡为基，加入电位比铁负的钛或锌降低电位，起到防护作用。
锌基合金电镀,锌镍、锌铁、锌铁镍合金。
镉基合金电镀,镉钛合金。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
锌镍合金,镍含量 7%～ 18%的锌镍合金，含镍 13%时其耐蚀性最高。
一般环境纯锌的 3倍海水中纯锌的 6-7倍
汽车钢板，煤矿单体液压支柱活柱体、
电缆托架、五金工具等。氯化物、硫酸盐
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
锌镍铁合金,降低成本，在锌镍合金中加入若干铁从而形成 Zn－ Ni－ Fe三元合金，含镍量 10%左右，含铁量
5%左右。。
可做镀铬底层焦磷酸－酒石酸双络合剂体系
用于日用五金等零件。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
镉基合金电镀,镉钛合金用得最广，抗海水腐蚀比镉好，
航空、航天、航海、军工；镉锡合金在湿热环境、有机气氛及燃料油中具有较好的耐蚀性，航空发动机。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
耐磨性合金电镀：具有较高的硬度和耐磨性，并往往可通过热处理以获得更好的使用性能。
镍基：镍钨、镍磷 铁基合金、铬基合金
镍基：应用最多，钨、钼、钛、磷，但很难单独沉积，
多需要铁诱导沉积。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术镍钨合金,主要用于轴承、活塞、气缸、挺杆及曲轴等机械零件的表面强化，以及模具等要求抗高温磨损的场合。
镍钼合金,含钼量稳定在 25%，硬度很高，主要用于光学仪器、兵器及铭牌。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术减摩性合金电镀,以铅基合金应用最广，如铅锡、铅铜
、铅银、铅铟二元合金及铅锡锑、铅锡铜等三元合金。
航空、航天及汽车内燃机发动机轴瓦作第三合金层，钢背－铜基或铝基合金衬里－减摩合金表层。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
装饰性合金电镀,平整、光亮、色调或花纹的外观，防锈、耐磨等功能。目前工业上用作装饰性合金的镀层主要有及二类铜基合金锡基合金
铜基：铜锌、铜锡、
铜镍等二元合金，
以及铜锡锌三元合金。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.4 复合电镀
复合电镀,用电镀方法使固体微粒与金属共沉积从而在基体上获得基质金属上弥散分布微粒结构的复合镀层。
连续相：金属相分散相：固体颗粒材料科学与工程学院表面改性技术镍、钴、铬、铜、金、银；其次有铅、铁、铝、钛、铁镍合金、镍钴合金、铜锡合金、铅铝合金和镍合金等。
无机粒子,如氧化物、碳化物、硼化物、金刚石、石墨
、氮化物等有机粒子,如聚四氟乙烯、尼龙、氨基甲醛树脂等。
金属粒子,如镍粉、铝粉等
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术
复合电镀条件,电镀的基本条件，复合微粒的性能。
悬浮：颗粒均匀悬浮颗粒大小,0.01-40微米，小结块、大沉积稳定：不溶、不反应表面状态：浸润，金属亲和性
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术
复合电镀机理,复合电镀的过程颗粒输运：颗粒向阴极输送，搅拌方法。
颗粒黏附：机理比较复杂。
颗粒嵌入：颗粒被金属固定在金属中。
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术耐磨复合镀：硬度高的固体微粒作为分散剂与金属共沉积而得。基体：镍、铜、铁、钴、银、锌；颗粒,SiC
,Al2O3,TiO2等。
镍基：汽缸表面；
铜基：电触点；
铁基：农机、交通、矿山设备； 铬：纳米金刚石；
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术减磨复合镀：将固体润滑剂颗粒加入镀液中共沉积而得
。
层状颗粒：石墨、氟化石墨、云母、滑石；
高分子：聚四氟乙烯、尼龙等；
软金属：铜、镍、铁、钴等 氧化物、氟化物等
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术
设备简单，携带方便，不需要大的渡槽设备；
工艺简单，操作方便，凡镀笔能触及到的地方均可电镀，
特别适用于不解体机件的现场维修和野外抢修；
镀层种类多，与基体材料的结合力强，力学性能好，能满足各种维修性能的要求；
沉积速度快，生产效率高，但必须采用高电流密度进行操作。
刷镀液不含氰化物和剧毒药品，故操作安全，对环境污染小。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀设备结构：电源、镀笔、阳极包裹、
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术阳极：不污染易于加工，高纯石墨、不锈钢等，形状根据镀件形状调整。阳极包裹多用一层脱脂棉套纱布。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术刷镀溶液的特性刷镀无需电镀槽，两极距离很近，所以常规电镀液就不适用来作刷镀溶液。刷镀溶液需要配置特殊的溶液，与一般的槽液相比，
刷镀溶液有以下特点：
①金属离子含量高，导电性好。
②镀液的温度范围比较宽。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术刷镀溶液的特性
③镀液在工作过程中性能比较稳定。离子浓度和溶液的 PH值变化不大。
④均镀能力和深镀能力较好。
⑤镀液的毒性与腐蚀性较小。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术
工艺过程
表面修整：平滑?表面清洗：除油除锈
电脱脂?活化处理：刻蚀
刷镀底层：镍钴铜?刷镀工作层
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀层的性能电刷镀层除了普通电镀层的一般性能外，
由于其工艺上的特殊性，从而使得在性能上有其独特的优势。
1．硬度由于电刷镀层金相组织致密，并且结晶速度快，属于超细晶粒结构，因而晶格畸变和位错密度较大，所以刷镀层的硬度一般都高于槽镀层。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀层的性能
2．耐磨性能由于刷镀层具有比一般槽镀高的硬度，而且其镀层与基体结合良好，因而在非冲击磨损的情况下，具有较高的抗磨损性能，其中镍钨合金、钴钨合金的硬度可超过 600HV，镀层的耐磨性优于 42CrMo氮化钢,20Cr渗碳钢和 45号淬火处理钢。刷镀被广泛应用于材料的表面强化和修复遭受磨损的机械零件。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀层的性能
3．耐腐蚀性耐腐蚀性的电刷镀层有两种类型，一类是用覆盖层保护基体金属的镀层，这类镀层主要有金、银、铂、铑、铬、镍和锡镀层，其中金、铑和铬的效果最好，镍由于价格便宜而常被选用。另一类是通过牺牲镀层本身来保护基体金属不受腐蚀，即所谓阳极保护层，
应用最广的是锌和铜。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀层的性能
4．导电性银和铜是两种导电性最好的金属。因此，所有银、铜的电刷镀层都可以用于提高材料的导电性。但是，考虑到这两类镀层都很容易腐蚀，
而且所生成的氧化物和硫化物将使导电性降低，
所以在电子工业中常用金镀层。电刷镀可获得
24K的纯金镀层，具有高导电率，并且对滑动的电触点有自润滑作用，因而深受电子工业部门的欢迎。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用电刷镀技术设备简单，操作容易，镀层结合牢固，经济效益显著，曾获得国家科技进步一等奖。自 1980年以来的连续三个五年计划期间，我国一直将电刷镀技术列为国家重点推广项目之一，并已取得 20亿元以上的经济效益，为许多工业部门解决了大量的技术难题，并已积累了许多成功经验。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用已被广泛应用于机械、冶金、煤炭、水电、石油、化工、建材、铁路、交通、航天、
船舶、纺织、兵器、农林等各行各业。电刷镀技术的应用可归纳为下列三个主要方面：
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用
1．表面修复在为了获得小面积、薄厚度的镀层时；在需要局部不解体现场修复时；在遇到大型、
精密的零件不便于应用其他方法修理时；在机械磨损、腐蚀、加工等原因造成零件表面尺寸和零件形状与位置精度超差时，运用电刷镀修复常可达到令人十分满意的效果。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电厂发电机滑环刷镀耐磨层
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术修复曲轴镀金修复文物
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用
2．表面强化应用电刷镀技术，可以强化新产品表面，
使其具有较高的表面硬度、耐磨性、减磨性等机械性能和较高的表面耐腐蚀、抗氧化、
耐高温等物化性能，使零件表面得到强化。
英国把电刷镀技术应用到飞机的仪表和附件的表面强化。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用
3．表面改性应用电刷镀技术，可以改善甚至改变零件材料的某些表面性能，如钎焊性、导电性、
导磁性、热性能、光性能等，还可用于表面装饰。如通过刷镀锡和锡铅合金来改善电路板区域的可钎焊性，损坏的钎焊区也可被重新镀好。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术镀金装饰
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
1．应用范围逐渐扩大在功能性方面，电刷镀工艺除在抗化学腐蚀和电化学腐蚀方面应用外，还可在抗高温腐蚀方面获得应用，电刷镀层也可提高模具钢热疲劳性能。在表面装饰性方面，近年来电刷镀技术的应用也有很大进展，例如金、
银奖杯的刷镀；青铜雕像的装饰；古物的修复；高级建筑物立柱、扶手、招牌、金属圆顶的装饰性修复等。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
2．工艺形式多样化根据高速电镀原理，除了广泛应用电刷镀技术外，同时对其它高速电镀方法也进行了研究开发，如液流法电镀、脉冲镀、化学刷镀等。
我国在液流电镀工艺上有较大的突破，尤其是液流法电镀铬投入了批量生产，不仅沉积速度快，而且镀铬层质量优良，该项工艺处于国际领先地位。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
3．刷镀品种增加目前，单金属镀液品种已增加到 20多种。
铂、铑、镍等合金刷镀液的研究发展较快，
如巴氏合金、锌一铁合金、镍一钴合金等。
特别是固体刷镀液的研制成功，为今后镀液运输提供了方便，其次复合镀液也有很大进展，例如，镍基复合刷镀液等，同时还开发了专供液流法电镀的镀液。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
4．电刷镀设备趋向系列化和多样化我国设计生产的电刷镀机床，这种电刷镀专用机床，科学地把机床与电镀电源连为一体，基本做到电刷镀的机械化、半自动化，
减轻了电刷镀人员的劳动强度，并改善了劳动环境。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
5．各种辅助设备材料的研制电刷镀需要专用的阳极材料和各种型号的专用镀笔以及专用的供液装置，同时还需要特殊的耐碱包套材料，目前它们都已有了专业化生产，可以很方便地购置到阳极镀笔、
包套以及镀液分配器，电刷镀已形成了专业化很强的生产系统。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
6．理论研究方面随着电刷镀技术推广应用，电刷镀基础理论研究也不断深入，一些大专院校及科研部门对电刷镀理论进行了试验研究，目前，在镀液性能、镀层沉积机理、强化机理、镀层显微硬度、镀层应力和渗氢量以及镀层摩擦副的匹配选择、镀层结构方面都进行了研究，提出了一些新见解，有了新的进展，这些工作为进一步推广应用电刷镀技术提供了科学依据。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术流镀：采用强制手段使电解液流过阳极与阴极构成的窄小空间 !从而可在高电流密度下获得镀层的电沉积。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.6 非金属电镀非金属电镀：在非金属表面获得金属电镀层。
节约金属降低成本
提高生产率
减轻重量
非金属电镀前需要先金属化：物理涂覆或化学镀法材料科学与工程学院表面改性技术塑料电镀：提高表面强度； 具有导电性、导磁性和可焊性；较高的化学稳定性，防止老化；表面金属光泽，美观且不易污染；减轻重量。
除油：化学、溶剂； 粗化：机械、化学、溶剂；
敏化：表面吸附催化剂； 活化：还原得贵金属颗粒；
还原：去除贵金属表面离子； 化学镀和电镀
4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术玻璃电镀：
喷砂 → 化学粗化 → 烘干 → 敏化 → 活化 → 化学镀 → 电镀清洗 → 涂银浆 → 热扩散 → 电镀陶瓷电镀：
喷砂 → 化学粗化 → 烘干 → 敏化 → 活化 → 化学镀 → 电镀
4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍化学镀镍也称为无电镀镍,是一种不使用外电源,而利用还原剂使溶液中的镍离子在基体表面还原沉积的化学处理方法 。 因此,化学镀镍是一个自催化的还原过程,
也就是基体表面及在其上析出的镍都具有自催化能力,使镀层能够不断增厚 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍化学镀镍工艺设备简单,易于控制和掌握,
镀层均匀平整,适合于复杂形状零件,这是电镀技术所不具备的 。
化学镀镍层的硬度高,耐磨性好,甚至可以同镀硬铬相比,抗蚀性优良,能耐许多介质的腐蚀,具有良好的表面防护特性,经过化学镀镍的材料可用于航空,机械,电子,汽车,石油化工等许多领域 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍化学镀与电镀比较，具有如下优点：
①不需要外加直流电源设备。
②镀层致密，孔隙少。
③不存在电力线分布不均匀的影响，对几何形状复杂的镀件，也能获得厚度均匀的镀层；
④可在金属、非金属、半导体等各种不同基材上镀覆。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术次磷酸钠化学镀镍用次磷酸钠作还原剂得到的是 Ni－ P
（ 3%～ 14%）合金。
化学镀镍层硬度高、耐磨。刚镀出的镀层硬度一般为 300～ 600HV，最高可达 700HV。
含磷 7%以上，在 400℃ 热处理 1～ 2h，硬度可达 900～ 1000维氏，耐磨效果很好。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 1）化学镀镍层的组织结构镀层中磷含量一般为 6%～ 12%。在镀态下，
当磷含量质量分数达到 8.5%时呈非晶态，低于这一含量为微晶状态。晶体尺寸在 1.4～
11.9μm范围内。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 1）化学镀镍层的组织结构镀层经热处理后，会发生结构和组织变化，
220～ 260℃ 加热,Ni3P化合物开始析出，并存在 Ni2P,Ni5P2的过渡相。对非晶态合金，
250℃ （ 1h）开始晶化，约在 320～ 400℃ 完成晶化过程，温度升高，镍晶体开始长大。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
1）电磁学性能化学镀镍层的电阻率与含磷量有关，一般含磷越高，则电阻率越大。 Ni-P镀层的电阻率为 60～ 120μΩ·cm，纯镍为 9.5μΩ·cm。化学镀镍层的电阻率经热处理后会明显下降。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
1）电磁学性能例如，含磷量为 7%的化学镀镍层，经
600℃ 热处理后，电阻率从 72降至 20μΩ·cm。
此外，镀层电阻率还与厚度有关，镀层加厚，
电阻率下降；厚为 2μm时，电阻率为
68μΩ·cm；厚度达 10μm时、电阻率为
40μΩ·cm。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
2）结合力在电镀时，氢气在阴极析出后，经常是呈气泡状粘附在阴极表面上，在基体与镀层之间形成了很多气孔；因此，电镀层的结合力较差，容易剥离。而化学镀镍对于大部分金属基体的结合力是好的，为 300～ 400MPa，
超过了基材的剪切强度。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
2）结合力经过热处理后，在结合界面处能形成深度为 2～ 7.5μm的扩散层，这就使结合力更好。
所以化学镀镍的结合力远远优于电镀铬层。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
3）内应力一般电镀镍层的内应力是 105～ 245MPa，
而化学镀镍层的内应力一般是 15～ 60Mpa，
当 P≥10% 时，内应力可为零或压应力。因此，
化学镀镍层的内应力比电镀镍低得多，电镀镍是高应力的镀层，镀层容易出现应力裂纹而导致零部件报废。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
4）硬度与耐磨性化学镀镍层硬度受镀层合金成分和热处理温度的影响 。 Ni－ P合金镀层镀态硬度为
500～ 600HV（ HRC49～ 52） 。 经热处理后,
其 最 高 硬 度 可 达 1 0 0 0 ～ 1 1 0 0 HV
（ HRC69～ 72）。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
4）硬度与耐磨性
Ni－ B合金镀层镀态硬度约为 650～ 750HV，
经热处理后，最高硬度可达 1200HV，经特殊热处理，还可使硬度升高到 1700～ 2000HV。
热处理的温度在 380～ 400℃ 之间，时间为 1小时。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能化学镀镍层比电镀镍层的硬度高得多，而且更耐磨（电镀镍层的硬度仅为 160～
180HV），特别在粘着磨损条件下，其表现更为优越。在磨料磨损、冲蚀磨损条件下，
也有良好表现。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能在各种磨损条件下，通过调整镀层合金成分和热处理温度，可使其耐磨性达到甚至超过电镀硬铬的水平，在许多场合，可以替代硬铬作抗磨镀层。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能将 Cr12钢淬火低温回火（ 61～ 63HRC）以及化学镀 Ni－ P层 400℃ × 1h热处理后的试样与 20CrMnTi钢淬火回火（ 40～ 42HRC）进行对磨所得的实验结果表明，镀镍试样的磨损率仅为 Cr12钢的 1/15。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
5）耐腐蚀性化学镀镍合金镀层属阴极性防护镀层。由于 Ni－ P镀层在镀态下为非晶态结构，并且 P
的存在，提高镀层的钝化能力，因而具有优异的耐腐蚀性。 Ni－ B镀层也有很好的耐蚀性，但在许多介质中显得比 Ni－ P镀层差。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍技术的用途
(1) 在航空工业中的应用化学镀镍施镀材料广泛,金属及合金,非金属材料,复合材料等都可选用不同的施镀参数进行施镀,从而改善原有材料的使用性能 。 目前,化学镀镍在航空工业中已获得了广泛的应用,国外已有许多成功的应用实例 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术波音 727型飞机的 JT8D型喷气发动机，其价格昂贵，通过化学镀镍修复更新后，仍能使用。飞机发电机采用高磷化学镀镍镀制后，
可使其使用寿命提高 3～ 4倍。一些飞机的低碳钢发射架，采用化学镀镍镀制后，可代替不锈钢。镀镍层的外观与不锈钢相似。并且以极低的成本提供了相同的防腐和耐蚀能力。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术在 TF30型喷气发动机中，浸蚀磨损在油和燃料的管路上时常发生，经化学镀镍后，可延长其使用寿命。化学镀镍不仅可以改善钛起飞加速器导向杆的耐磨性，而且还可用来保护空气冷却涡轮机叶片的内部。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍优良的耐蚀性,耐磨性和物理性能,符合航空零件的要求 。 它不仅可以保护铝材和钛材等轻金属表面和增加零件的表面光泽,而且是具有孔穴,凹坑的零件和复杂液体阀门等其它尺寸严格的零件上不可缺少的镀层 。 所以,随着航空工业的发展,化学镀镍将在实际应用中显示出极大的价值 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用化学镀镍在电子,电器和仪器仪表行业中主要应用在继电器,插头和插口,电容器压电元件,电阻单元,陶瓷衬底,液晶器件,
联接器,塑料壳罩,分断装置等等零件上 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ a） 导电性镀层化学镀镍既可以镀在金属基体上,又可镀在塑料,陶瓷,玻璃和印刷线路板上,在印刷电路板,接插件,高能微波器件,电容器和陶瓷基体等获得了应用 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ b） 电阻性镀层镀镍层有一定的电阻率，尤其是高磷镀层具有更高的电阻值，被广泛用作电子工业中的电阻元件。已研究出的 Ni-P镀层，其阻值大、温度系数小，性能优越。和真空蒸发、
阴极溅射等手段相比，化学镀镍层的工艺简便，适合于批量生产，而且镀层质量均匀、
成本低，值得推广。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ c） 磁性镀层铝合金存贮盘,镀非磁性的化学镀镍层作为底层 （ 5～ 10μm）,再镀上磁性记录材料,
大大提高存储容量,满足计算机性能的要求 。
化学镀镍层的磁特性和镀层成分有关,通过调换成分,可以改变镀层的矫顽力和磁导率等性能,进一步提高记录密度,可产生高记录 密 度 的 分 解 能 和 信 嗓 比 优 越 的 磁存储材料。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ d） 电磁屏蔽保护镀层化学镀镍层用于防电磁干扰特别有效。采用组合镀层可达到屏蔽的效果，在塑料制品盒或其它罩壳上，先镀一层很薄的铜，铜有良好的导电性能，屏蔽效果很好，但铜易被氧化，不能耐久，然后再化学镀一层镍，镍磷化学镀层有良好的耐磨和耐蚀性能，可以保护底层铜免遭氧化，长期保持良好的屏蔽性能。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ d） 电磁屏蔽保护镀层化学镀镍层的合金元素与含量，影响镀层的屏蔽效果、在 Ni-P合金镀层中，磷含量越低，镀层的导电性越好，电磁波的初屏蔽效果就越好。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ e）可焊性镀层化学镀镍在电子工业中作为焊接性镀层中主要用于分立元器件。对分立元器件来说，
不仅要求镀层有良好的耐蚀性和电接触性能，
而且要求有较好的可焊性。化学镀镍层优良的性能能满足上述要求。实验表明，含磷量少的 Ni-P镀层的钎焊性比含磷量高的要好。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ e）可焊性镀层另外，微波、毫米波器件和集成电路，主要采用陶瓷金属封装，陶瓷金属化层上镀镍是实现电路高强度、全密封的重要工艺。微波、毫米波器件和集成电路的飞速发展，使管壳尺寸越做越小，金属化图形越来越复杂，
图形的线条越来越细，精度要求越来越高。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ e）可焊性镀层化学镀 Ni-P合金工艺克服了金属化图形之间易于短路的缺点，有优良的高、中温钎焊性能，满足高可靠性微波、毫米波器件和集成电路对陶瓷金属化层上镀层的要求。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(3) 在模具工业中的应用采用化学镀镍强化模具,既能保证硬度和耐磨性,又能起到固体润滑的效果 。 例如,
45钢 （ 50 HRC） 黄铜零件拉伸模在使用过程中,粘铜现象严重,极易拉伤零件,所以在生产过程中需要频繁地修理模具,有的加工几件或几十件就要进行修理 。 化学镀 10μm厚的镍磷合金层后,经热处理钢模表面硬度达到 1000HV,连续加工 5000次仍不需要修模，而且加工的零件表面质量明显提高。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(3) 在模具工业中的应用化学镀镍应用于模具有以下优点：
（ a）能提高模具表面硬度和耐磨性、抗擦伤和抗咬合。脱模容易，能延长模具的使用寿命；
（ b）化学镀镍层与基体结合强度高，能承受一定的剪切应力，适用于一般冲压模和挤压模；
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(3) 在模具工业中的应用
（ c）镍磷合金层具有优良的抗蚀性，可对塑料模和橡胶制品模进行表面强化处理；
（ d）沉积层厚度可控制，模具表面尺寸超差时，可重新沉积，修复到规定尺寸；
（ e）挤塑模和注塑模等形状复杂的模具有变形问题，表面沉积镍磷合金，其 厚度均匀且无变形。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
（ 4） 在石油化学工业中的应用化学镀镍由于兼具优良的抗蚀和耐磨两大特点，加之其厚度均匀，能满足精密尺寸的要求，既使在管件和复杂零件的内表面，也能获得均匀的镀层。因此，化学镀镍材料是石油化工装备方面最新发展起来的一种结构材料。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(4) 在石油化学工业中的应用石油天然气开发是在非常严酷的环境中进行的，不仅材料暴露在盐水、二氧化碳、硫化氢或其它腐蚀性很强的介质中，而且介质的温度、压力和速度也对材料起着很大的破坏作用。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(4) 在石油化学工业中的应用中东某油田,生产的原油含 H2S（ 55%）,
温度为 80℃,压力为 20MPa。 高含量的 H2S
引起严重腐蚀,未加保护层的球阀,最多使用三个月就失效 。 采用英国生产的镀有
10μm N i - P 化学镀层的球阀后,使用两年未发现问题，其耐蚀能力超过不锈钢。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(4) 在石油化学工业中的应用美国某地区 250口油井的 8000m管道,镀
50μm镍磷合金,在 200℃,H2S和 CO2浓度极高的状况下,成功地防护设备免于腐蚀,普通钢材经化学镀镍磷合金后,服役时间从 30
天延长到 16个月 。 我国某石油化工厂引进的设备,均采用镍磷合金镀层防护,耐蚀性能良好。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(5) 在汽车工业中的应用比如小齿轮轴是汽车驱动机械的重要部件,
基材加工后化学镀 13～ 18μm的 Ni-P合金层,
并在镀后进行 2h热处理,其硬度可达 62HRC。
由于镀层是非常均匀的,沉积层不需要加工就可保证公差要求和轴的对称性,而且在使用中发现嗓音降低,这是因为镀后使其磨合性 和 耐 磨 性 得 到 改 善,使 差 动 机 构能平滑地运转。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
采用化学镀后有效防止氧化
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学转化镀：是采用化学处理液使金属表面与溶液界面上产生化学或电化学反应，在金属表面形成稳定化合膜层的过程。
金属基体直接参与成膜。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术钢铁氧化处理：是使其表面生成非常稳定的磁性氧化铁膜层。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术铝氧化处理：化学氧化、阳极氧化。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术表面着色：是采用化学或电化学方法赋予金属表面不同的颜色并保持金属光泽的工艺。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术自然染色：在一定的电解液和电解条件下，将金属进行阳极氧化处理时，由于电解质溶液、合金材料的组分及合金组织结构状态不同而产生不同的颜色。
吸附着色法是将生成了转化膜层的工件浸入加有无机盐或有机染料的溶液中，无机盐或有机染料首先被多孔膜吸附在表面上，然后向微孔内部扩散、渗透，最后堆积在微孔中，使膜层染上颜色。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术电解着色：电解着色是把经阳极氧化的铝及其合金放入含金属盐的电解液中进行电解，通过电化学反应，使进入氧化膜微孔中的重金属离子还原为金属原子，沉积于孔底无孔层上而着色。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术4.8 化学转化镀
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普通电镀2
电刷镀5
非金属电镀6
合金电镀3
复合电镀4
化学镀7
材料科学与工程学院表面改性技术4.1 电镀概述
电镀 是指在直流电的作用下，电解液中的金属离子还原，
并沉积到零件表面形成具有一定性能的金属镀层的过程。
镀件 + 阴极；金属 + 阳极电镀液 +直流电 =阴极析出液相传质：水化或配位离子电化学反应：脱掉周围分子电结晶：晶格形成材料科学与工程学院表面改性技术4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术防护装饰性镀层耐磨减磨镀层 电磁镀层,Au,Ag,导电抗氧化可焊镀层,Cu,Sn,Ag
耐热镀层,Ni-W，耐高温修复镀层：修复尺寸
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术普通镀层 如 镀 Zn或 镀 Cu层合金镀层 如 Zn－ Ni层等复合镀层 如 Ni－ Al２ O３,Co－ SiC
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术挂镀：尺寸较大工件 滚镀：尺寸小批量大
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术连续镀,薄板、金属丝、带
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术工件 机械处理 化学处理电化学处理预镀电镀镀后处理
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术表面粗糙度：磨光、抛光去油脱脂：溶剂溶解、化学、电化学除锈：机械、酸洗或电化学活化处理：弱酸中侵蚀一段时间钝化处理 除氢处理
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术
主盐 指镀液中能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐，
用于提供金属离子。
单盐：简单金属离子，结晶粗糙络盐：金属的络离子，结晶细致
导电盐 指能提高溶液的电导率，对放电金属离子不起络合作用的碱金属或碱土金属的盐类。
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术
络合剂,在电镀生产中，一般将能络合主盐中金属离子的物质。
单盐：简单金属离子，结晶粗糙络盐：金属的络离子，结晶细致
缓冲剂 是指用来稳定溶液酸碱度的物质
4.1 电镀概述材料科学与工程学院表面改性技术4.2 普通电镀
普通电镀 主要是指常规单金属电镀，以区别于复合电镀、
合金电镀、电刷镀等。
Cr,Ni,Cu,Zn,Sn,Cd
不同覆层具有不同性质、用途，不同工艺也有不同特点材料科学与工程学院表面改性技术
铬 是银灰色金属，在大气中具有强烈纯化能力，能经久不变色。铬有极高的硬度和优良的耐磨性、耐蚀性及耐热性，化学稳定性好。一般都有底层如镍层。
空气中加热到
500℃,外观和硬度仍无明显的变化。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
装饰性镀铬,防止基体金属生锈和美化产品的外观，可用于金属材料和非金属材料，各种日用品中常见。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.2 普通电镀防护装饰性镀铬 的目的是防止基体金属生锈和美化产品的外观，大量应用于汽车、摩托车、自行车、缝纫机、钟表、家用电器、医疗器械、仪器仪表、家具、办公用品以及日用五金等产品，也常用于非金属材料，最常见的是塑料制品。耐磨镀铬的目的是提高机械零件的硬度、耐磨、耐蚀和耐温等性能。
材料科学与工程学院表面改性技术
耐磨镀铬 提高机械零件的硬度、耐磨、耐蚀和耐温等性能的镀层。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
耐磨铬的应用非常广泛，如机械模具、
塑料模具、玻璃模具、化工耐蚀阀门、发动机曲轴、汽缸活塞和活塞环、光学刻度尺、
印刷滚筒、纺织印花滚筒、造纸滚筒以及工具、量具、切削刃具等。这些产品经过镀耐磨铬后，可以延长使用寿命。镀耐磨铬的另一个用途是修复磨损零件和切削过度的工件，
使这些零件重复使用。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
铬化合价有２、３、６三种，但２价铬不稳定，镀铬大多以３价和６价的形式存在，目前国内多用 6价铬溶液。
铬由于脆等原因，一般不做阳极，常用铬酐补充形成铬酸和重铬酸。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
镍 是银白色的金属，有良好的化学稳定性，耐碱但不耐酸，长期暴露易变色，一般作为镀铬的底层使用。标准电极电位高，仅机械保护。
镀镍磁铁
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
锌 是银白色金属，在干燥空气中很稳定，能溶于酸、碱，
机械保护和电化学保护。
氰化物镀锌、
锌酸盐镀锌、氯化物镀锌、硫酸盐镀锌。
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术
铜 是玫瑰红色金属，在空气中容易氧化，失掉颜色和光泽，电极电位高，仅能做中间层，防腐、耐磨中不太常用。镀铜铁丝，
4.2 普通电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.3 合金电镀
合金电镀 在阴极上同时沉积出两种或两种以上金属，形成结构和性能符合要求的镀层的工艺过程，能获得单一金属无法获得镀层。塑料电镀铝合金，电镀铜合金。
材料科学与工程学院表面改性技术
与热冶金相比的特点容易获得高熔点与低熔点金属组成的合金 Sn-Ni
可获得热熔相图没有的合金 δ－铜锡合金容易获得组织致密、性能优异的非晶态合金 Ni－ P
电镀合金与热熔合金比，硬度高，延展性差 Ni－ P
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
与单金属电镀相比的特点能获得单一金属所没有的特殊物理性能，
如导磁性、减摩性、钎焊性合金镀层结晶更细致，镀层更平整、光亮可以获得非晶结构镀层
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
与单金属电镀相比的特点合金镀层可具备比组成他们的单金属层更耐磨、耐蚀，更耐高温，并有更高硬度和强度
，但延展性和韧性通常有所降低
4.3 合金电镀不能从水溶液中单独电镀的 W,Mo,Ti,V等金属可与铁族元素（ Fe,Co,Ni）共沉积形成合金独特外观。通过成分设计和工艺控制，可得到不同色调的合金镀层（如 Ag合金，彩色镀
Ni及仿金合金等）具有更好的装饰效果。
材料科学与工程学院表面改性技术
两种金属中至少有一种金属能从其盐的水溶液中沉积出来。有些金属（如 W,Mo等）不能从其盐的水溶液中沉积出来，但可以借助诱导沉种与铁族金属共沉积。
共沉积的两种金属的沉积电位必须十分接近，如果相差太大，则电位较正的金属将优先镀出来，甚至完全排斥电位较负金属的析出。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
改变镀液中金属离子的浓度，增大较活泼金属的浓度使它的电位正移，或者降低较贵金属离子的浓度使它的电位负移，从而使它们的电位接近。
采用合适的配合剂，是使电位差相差大的金属离子实现共沉积的最有效方法，金属配位离子能降低金属离子的有效浓度，使电位较正金属的平衡电位负移的绝对值大于电位较负的金属。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
采用适当的添加剂，添加剂在镀液中的含量比较少，一般不影响金属的平衡电位，有些添加剂能显著地增大或降低阴极极化，从而明显地改变金属的析出电位。
选择金属离子合适的价态，同一金属不同价态的标准电极电位有较大差异，一般应选择易溶于水且标准电位与共沉积金属较接近的价态的化合物。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
正则共沉积：受扩散控制沉积过程，控制阴极扩散层中的离子浓度变化来控制镀层的组成。单镀液体系。
镀液中离子总浓度、提高温度、增强搅拌
非正则共沉积：扩散控制的程度小，阴极电位的控制。
配合物镀液体系。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
平衡共沉积：处于化学平衡的镀液中共沉积，合金沉积层中的金属含量比等于镀液中的金属含量比。只有很少几个共沉积过程属于平衡共沉积体系。
异常共沉积：电位较负的金属反而优先沉积，异常共沉积较少见。
诱导共沉积：钼、钨和钛等金属不能自水溶液中单独沉积，但可与铁族金属实现共析。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术电镀合金类型示例电镀合金类型 示例正则共沉积 Ag-Pb,Cu-Pb
非正则共沉积 Ag-Cd,Cu-Zn
平衡共沉积 Pb-Sn,Cu-Bi
异常共沉积 Zn-Ni,Fe-Zn
诱导共沉积 Ni-W,Co-W
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
防护性合金电镀,
以电位比铁低的锌为基，加入比铁高的元素，延缓镀层腐蚀，或加入更低的元素，促进其腐蚀形成致密保护膜。
以比铁略正的金属镉锡为基，加入电位比铁负的钛或锌降低电位，起到防护作用。
锌基合金电镀,锌镍、锌铁、锌铁镍合金。
镉基合金电镀,镉钛合金。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
锌镍合金,镍含量 7%～ 18%的锌镍合金，含镍 13%时其耐蚀性最高。
一般环境纯锌的 3倍海水中纯锌的 6-7倍
汽车钢板，煤矿单体液压支柱活柱体、
电缆托架、五金工具等。氯化物、硫酸盐
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
锌镍铁合金,降低成本，在锌镍合金中加入若干铁从而形成 Zn－ Ni－ Fe三元合金，含镍量 10%左右，含铁量
5%左右。。
可做镀铬底层焦磷酸－酒石酸双络合剂体系
用于日用五金等零件。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
镉基合金电镀,镉钛合金用得最广，抗海水腐蚀比镉好，
航空、航天、航海、军工；镉锡合金在湿热环境、有机气氛及燃料油中具有较好的耐蚀性，航空发动机。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
耐磨性合金电镀：具有较高的硬度和耐磨性，并往往可通过热处理以获得更好的使用性能。
镍基：镍钨、镍磷 铁基合金、铬基合金
镍基：应用最多，钨、钼、钛、磷，但很难单独沉积，
多需要铁诱导沉积。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术镍钨合金,主要用于轴承、活塞、气缸、挺杆及曲轴等机械零件的表面强化，以及模具等要求抗高温磨损的场合。
镍钼合金,含钼量稳定在 25%，硬度很高，主要用于光学仪器、兵器及铭牌。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术减摩性合金电镀,以铅基合金应用最广，如铅锡、铅铜
、铅银、铅铟二元合金及铅锡锑、铅锡铜等三元合金。
航空、航天及汽车内燃机发动机轴瓦作第三合金层，钢背－铜基或铝基合金衬里－减摩合金表层。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术
装饰性合金电镀,平整、光亮、色调或花纹的外观，防锈、耐磨等功能。目前工业上用作装饰性合金的镀层主要有及二类铜基合金锡基合金
铜基：铜锌、铜锡、
铜镍等二元合金，
以及铜锡锌三元合金。
4.3 合金电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.4 复合电镀
复合电镀,用电镀方法使固体微粒与金属共沉积从而在基体上获得基质金属上弥散分布微粒结构的复合镀层。
连续相：金属相分散相：固体颗粒材料科学与工程学院表面改性技术镍、钴、铬、铜、金、银；其次有铅、铁、铝、钛、铁镍合金、镍钴合金、铜锡合金、铅铝合金和镍合金等。
无机粒子,如氧化物、碳化物、硼化物、金刚石、石墨
、氮化物等有机粒子,如聚四氟乙烯、尼龙、氨基甲醛树脂等。
金属粒子,如镍粉、铝粉等
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术
复合电镀条件,电镀的基本条件，复合微粒的性能。
悬浮：颗粒均匀悬浮颗粒大小,0.01-40微米，小结块、大沉积稳定：不溶、不反应表面状态：浸润，金属亲和性
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术
复合电镀机理,复合电镀的过程颗粒输运：颗粒向阴极输送，搅拌方法。
颗粒黏附：机理比较复杂。
颗粒嵌入：颗粒被金属固定在金属中。
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术耐磨复合镀：硬度高的固体微粒作为分散剂与金属共沉积而得。基体：镍、铜、铁、钴、银、锌；颗粒,SiC
,Al2O3,TiO2等。
镍基：汽缸表面；
铜基：电触点；
铁基：农机、交通、矿山设备； 铬：纳米金刚石；
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术减磨复合镀：将固体润滑剂颗粒加入镀液中共沉积而得
。
层状颗粒：石墨、氟化石墨、云母、滑石；
高分子：聚四氟乙烯、尼龙等；
软金属：铜、镍、铁、钴等 氧化物、氟化物等
4.4 复合电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术
设备简单，携带方便，不需要大的渡槽设备；
工艺简单，操作方便，凡镀笔能触及到的地方均可电镀，
特别适用于不解体机件的现场维修和野外抢修；
镀层种类多，与基体材料的结合力强，力学性能好，能满足各种维修性能的要求；
沉积速度快，生产效率高，但必须采用高电流密度进行操作。
刷镀液不含氰化物和剧毒药品，故操作安全，对环境污染小。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀设备结构：电源、镀笔、阳极包裹、
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术阳极：不污染易于加工，高纯石墨、不锈钢等，形状根据镀件形状调整。阳极包裹多用一层脱脂棉套纱布。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术刷镀溶液的特性刷镀无需电镀槽，两极距离很近，所以常规电镀液就不适用来作刷镀溶液。刷镀溶液需要配置特殊的溶液，与一般的槽液相比，
刷镀溶液有以下特点：
①金属离子含量高，导电性好。
②镀液的温度范围比较宽。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术刷镀溶液的特性
③镀液在工作过程中性能比较稳定。离子浓度和溶液的 PH值变化不大。
④均镀能力和深镀能力较好。
⑤镀液的毒性与腐蚀性较小。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术
工艺过程
表面修整：平滑?表面清洗：除油除锈
电脱脂?活化处理：刻蚀
刷镀底层：镍钴铜?刷镀工作层
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀层的性能电刷镀层除了普通电镀层的一般性能外，
由于其工艺上的特殊性，从而使得在性能上有其独特的优势。
1．硬度由于电刷镀层金相组织致密，并且结晶速度快，属于超细晶粒结构，因而晶格畸变和位错密度较大，所以刷镀层的硬度一般都高于槽镀层。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀层的性能
2．耐磨性能由于刷镀层具有比一般槽镀高的硬度，而且其镀层与基体结合良好，因而在非冲击磨损的情况下，具有较高的抗磨损性能，其中镍钨合金、钴钨合金的硬度可超过 600HV，镀层的耐磨性优于 42CrMo氮化钢,20Cr渗碳钢和 45号淬火处理钢。刷镀被广泛应用于材料的表面强化和修复遭受磨损的机械零件。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀层的性能
3．耐腐蚀性耐腐蚀性的电刷镀层有两种类型，一类是用覆盖层保护基体金属的镀层，这类镀层主要有金、银、铂、铑、铬、镍和锡镀层，其中金、铑和铬的效果最好，镍由于价格便宜而常被选用。另一类是通过牺牲镀层本身来保护基体金属不受腐蚀，即所谓阳极保护层，
应用最广的是锌和铜。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀层的性能
4．导电性银和铜是两种导电性最好的金属。因此，所有银、铜的电刷镀层都可以用于提高材料的导电性。但是，考虑到这两类镀层都很容易腐蚀，
而且所生成的氧化物和硫化物将使导电性降低，
所以在电子工业中常用金镀层。电刷镀可获得
24K的纯金镀层，具有高导电率，并且对滑动的电触点有自润滑作用，因而深受电子工业部门的欢迎。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用电刷镀技术设备简单，操作容易，镀层结合牢固，经济效益显著，曾获得国家科技进步一等奖。自 1980年以来的连续三个五年计划期间，我国一直将电刷镀技术列为国家重点推广项目之一，并已取得 20亿元以上的经济效益，为许多工业部门解决了大量的技术难题，并已积累了许多成功经验。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用已被广泛应用于机械、冶金、煤炭、水电、石油、化工、建材、铁路、交通、航天、
船舶、纺织、兵器、农林等各行各业。电刷镀技术的应用可归纳为下列三个主要方面：
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用
1．表面修复在为了获得小面积、薄厚度的镀层时；在需要局部不解体现场修复时；在遇到大型、
精密的零件不便于应用其他方法修理时；在机械磨损、腐蚀、加工等原因造成零件表面尺寸和零件形状与位置精度超差时，运用电刷镀修复常可达到令人十分满意的效果。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电厂发电机滑环刷镀耐磨层
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术修复曲轴镀金修复文物
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用
2．表面强化应用电刷镀技术，可以强化新产品表面，
使其具有较高的表面硬度、耐磨性、减磨性等机械性能和较高的表面耐腐蚀、抗氧化、
耐高温等物化性能，使零件表面得到强化。
英国把电刷镀技术应用到飞机的仪表和附件的表面强化。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的应用
3．表面改性应用电刷镀技术，可以改善甚至改变零件材料的某些表面性能，如钎焊性、导电性、
导磁性、热性能、光性能等，还可用于表面装饰。如通过刷镀锡和锡铅合金来改善电路板区域的可钎焊性，损坏的钎焊区也可被重新镀好。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术镀金装饰
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
1．应用范围逐渐扩大在功能性方面，电刷镀工艺除在抗化学腐蚀和电化学腐蚀方面应用外，还可在抗高温腐蚀方面获得应用，电刷镀层也可提高模具钢热疲劳性能。在表面装饰性方面，近年来电刷镀技术的应用也有很大进展，例如金、
银奖杯的刷镀；青铜雕像的装饰；古物的修复；高级建筑物立柱、扶手、招牌、金属圆顶的装饰性修复等。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
2．工艺形式多样化根据高速电镀原理，除了广泛应用电刷镀技术外，同时对其它高速电镀方法也进行了研究开发，如液流法电镀、脉冲镀、化学刷镀等。
我国在液流电镀工艺上有较大的突破，尤其是液流法电镀铬投入了批量生产，不仅沉积速度快，而且镀铬层质量优良，该项工艺处于国际领先地位。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
3．刷镀品种增加目前，单金属镀液品种已增加到 20多种。
铂、铑、镍等合金刷镀液的研究发展较快，
如巴氏合金、锌一铁合金、镍一钴合金等。
特别是固体刷镀液的研制成功，为今后镀液运输提供了方便，其次复合镀液也有很大进展，例如，镍基复合刷镀液等，同时还开发了专供液流法电镀的镀液。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
4．电刷镀设备趋向系列化和多样化我国设计生产的电刷镀机床，这种电刷镀专用机床，科学地把机床与电镀电源连为一体，基本做到电刷镀的机械化、半自动化，
减轻了电刷镀人员的劳动强度，并改善了劳动环境。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
5．各种辅助设备材料的研制电刷镀需要专用的阳极材料和各种型号的专用镀笔以及专用的供液装置，同时还需要特殊的耐碱包套材料，目前它们都已有了专业化生产，可以很方便地购置到阳极镀笔、
包套以及镀液分配器，电刷镀已形成了专业化很强的生产系统。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术电刷镀技术的研究现状及发展动态
6．理论研究方面随着电刷镀技术推广应用，电刷镀基础理论研究也不断深入，一些大专院校及科研部门对电刷镀理论进行了试验研究，目前，在镀液性能、镀层沉积机理、强化机理、镀层显微硬度、镀层应力和渗氢量以及镀层摩擦副的匹配选择、镀层结构方面都进行了研究，提出了一些新见解，有了新的进展，这些工作为进一步推广应用电刷镀技术提供了科学依据。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术流镀：采用强制手段使电解液流过阳极与阴极构成的窄小空间 !从而可在高电流密度下获得镀层的电沉积。
4.5 电刷镀材料科学与工程学院表面改性技术4.6 非金属电镀非金属电镀：在非金属表面获得金属电镀层。
节约金属降低成本
提高生产率
减轻重量
非金属电镀前需要先金属化：物理涂覆或化学镀法材料科学与工程学院表面改性技术塑料电镀：提高表面强度； 具有导电性、导磁性和可焊性；较高的化学稳定性，防止老化；表面金属光泽，美观且不易污染；减轻重量。
除油：化学、溶剂； 粗化：机械、化学、溶剂；
敏化：表面吸附催化剂； 活化：还原得贵金属颗粒；
还原：去除贵金属表面离子； 化学镀和电镀
4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术玻璃电镀：
喷砂 → 化学粗化 → 烘干 → 敏化 → 活化 → 化学镀 → 电镀清洗 → 涂银浆 → 热扩散 → 电镀陶瓷电镀：
喷砂 → 化学粗化 → 烘干 → 敏化 → 活化 → 化学镀 → 电镀
4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术4.6 非金属电镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍化学镀镍也称为无电镀镍,是一种不使用外电源,而利用还原剂使溶液中的镍离子在基体表面还原沉积的化学处理方法 。 因此,化学镀镍是一个自催化的还原过程,
也就是基体表面及在其上析出的镍都具有自催化能力,使镀层能够不断增厚 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍化学镀镍工艺设备简单,易于控制和掌握,
镀层均匀平整,适合于复杂形状零件,这是电镀技术所不具备的 。
化学镀镍层的硬度高,耐磨性好,甚至可以同镀硬铬相比,抗蚀性优良,能耐许多介质的腐蚀,具有良好的表面防护特性,经过化学镀镍的材料可用于航空,机械,电子,汽车,石油化工等许多领域 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍化学镀与电镀比较，具有如下优点：
①不需要外加直流电源设备。
②镀层致密，孔隙少。
③不存在电力线分布不均匀的影响，对几何形状复杂的镀件，也能获得厚度均匀的镀层；
④可在金属、非金属、半导体等各种不同基材上镀覆。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术次磷酸钠化学镀镍用次磷酸钠作还原剂得到的是 Ni－ P
（ 3%～ 14%）合金。
化学镀镍层硬度高、耐磨。刚镀出的镀层硬度一般为 300～ 600HV，最高可达 700HV。
含磷 7%以上，在 400℃ 热处理 1～ 2h，硬度可达 900～ 1000维氏，耐磨效果很好。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 1）化学镀镍层的组织结构镀层中磷含量一般为 6%～ 12%。在镀态下，
当磷含量质量分数达到 8.5%时呈非晶态，低于这一含量为微晶状态。晶体尺寸在 1.4～
11.9μm范围内。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 1）化学镀镍层的组织结构镀层经热处理后，会发生结构和组织变化，
220～ 260℃ 加热,Ni3P化合物开始析出，并存在 Ni2P,Ni5P2的过渡相。对非晶态合金，
250℃ （ 1h）开始晶化，约在 320～ 400℃ 完成晶化过程，温度升高，镍晶体开始长大。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
1）电磁学性能化学镀镍层的电阻率与含磷量有关，一般含磷越高，则电阻率越大。 Ni-P镀层的电阻率为 60～ 120μΩ·cm，纯镍为 9.5μΩ·cm。化学镀镍层的电阻率经热处理后会明显下降。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
1）电磁学性能例如，含磷量为 7%的化学镀镍层，经
600℃ 热处理后，电阻率从 72降至 20μΩ·cm。
此外，镀层电阻率还与厚度有关，镀层加厚，
电阻率下降；厚为 2μm时，电阻率为
68μΩ·cm；厚度达 10μm时、电阻率为
40μΩ·cm。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
2）结合力在电镀时，氢气在阴极析出后，经常是呈气泡状粘附在阴极表面上，在基体与镀层之间形成了很多气孔；因此，电镀层的结合力较差，容易剥离。而化学镀镍对于大部分金属基体的结合力是好的，为 300～ 400MPa，
超过了基材的剪切强度。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
2）结合力经过热处理后，在结合界面处能形成深度为 2～ 7.5μm的扩散层，这就使结合力更好。
所以化学镀镍的结合力远远优于电镀铬层。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
3）内应力一般电镀镍层的内应力是 105～ 245MPa，
而化学镀镍层的内应力一般是 15～ 60Mpa，
当 P≥10% 时，内应力可为零或压应力。因此，
化学镀镍层的内应力比电镀镍低得多，电镀镍是高应力的镀层，镀层容易出现应力裂纹而导致零部件报废。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
4）硬度与耐磨性化学镀镍层硬度受镀层合金成分和热处理温度的影响 。 Ni－ P合金镀层镀态硬度为
500～ 600HV（ HRC49～ 52） 。 经热处理后,
其 最 高 硬 度 可 达 1 0 0 0 ～ 1 1 0 0 HV
（ HRC69～ 72）。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
4）硬度与耐磨性
Ni－ B合金镀层镀态硬度约为 650～ 750HV，
经热处理后，最高硬度可达 1200HV，经特殊热处理，还可使硬度升高到 1700～ 2000HV。
热处理的温度在 380～ 400℃ 之间，时间为 1小时。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能化学镀镍层比电镀镍层的硬度高得多，而且更耐磨（电镀镍层的硬度仅为 160～
180HV），特别在粘着磨损条件下，其表现更为优越。在磨料磨损、冲蚀磨损条件下，
也有良好表现。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能在各种磨损条件下，通过调整镀层合金成分和热处理温度，可使其耐磨性达到甚至超过电镀硬铬的水平，在许多场合，可以替代硬铬作抗磨镀层。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能将 Cr12钢淬火低温回火（ 61～ 63HRC）以及化学镀 Ni－ P层 400℃ × 1h热处理后的试样与 20CrMnTi钢淬火回火（ 40～ 42HRC）进行对磨所得的实验结果表明，镀镍试样的磨损率仅为 Cr12钢的 1/15。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍层的组织结构和性能
（ 2）化学镀镍层的性能
5）耐腐蚀性化学镀镍合金镀层属阴极性防护镀层。由于 Ni－ P镀层在镀态下为非晶态结构，并且 P
的存在，提高镀层的钝化能力，因而具有优异的耐腐蚀性。 Ni－ B镀层也有很好的耐蚀性，但在许多介质中显得比 Ni－ P镀层差。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍技术的用途
(1) 在航空工业中的应用化学镀镍施镀材料广泛,金属及合金,非金属材料,复合材料等都可选用不同的施镀参数进行施镀,从而改善原有材料的使用性能 。 目前,化学镀镍在航空工业中已获得了广泛的应用,国外已有许多成功的应用实例 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术波音 727型飞机的 JT8D型喷气发动机，其价格昂贵，通过化学镀镍修复更新后，仍能使用。飞机发电机采用高磷化学镀镍镀制后，
可使其使用寿命提高 3～ 4倍。一些飞机的低碳钢发射架，采用化学镀镍镀制后，可代替不锈钢。镀镍层的外观与不锈钢相似。并且以极低的成本提供了相同的防腐和耐蚀能力。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术在 TF30型喷气发动机中，浸蚀磨损在油和燃料的管路上时常发生，经化学镀镍后，可延长其使用寿命。化学镀镍不仅可以改善钛起飞加速器导向杆的耐磨性，而且还可用来保护空气冷却涡轮机叶片的内部。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学镀镍优良的耐蚀性,耐磨性和物理性能,符合航空零件的要求 。 它不仅可以保护铝材和钛材等轻金属表面和增加零件的表面光泽,而且是具有孔穴,凹坑的零件和复杂液体阀门等其它尺寸严格的零件上不可缺少的镀层 。 所以,随着航空工业的发展,化学镀镍将在实际应用中显示出极大的价值 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用化学镀镍在电子,电器和仪器仪表行业中主要应用在继电器,插头和插口,电容器压电元件,电阻单元,陶瓷衬底,液晶器件,
联接器,塑料壳罩,分断装置等等零件上 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ a） 导电性镀层化学镀镍既可以镀在金属基体上,又可镀在塑料,陶瓷,玻璃和印刷线路板上,在印刷电路板,接插件,高能微波器件,电容器和陶瓷基体等获得了应用 。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ b） 电阻性镀层镀镍层有一定的电阻率，尤其是高磷镀层具有更高的电阻值，被广泛用作电子工业中的电阻元件。已研究出的 Ni-P镀层，其阻值大、温度系数小，性能优越。和真空蒸发、
阴极溅射等手段相比，化学镀镍层的工艺简便，适合于批量生产，而且镀层质量均匀、
成本低，值得推广。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ c） 磁性镀层铝合金存贮盘,镀非磁性的化学镀镍层作为底层 （ 5～ 10μm）,再镀上磁性记录材料,
大大提高存储容量,满足计算机性能的要求 。
化学镀镍层的磁特性和镀层成分有关,通过调换成分,可以改变镀层的矫顽力和磁导率等性能,进一步提高记录密度,可产生高记录 密 度 的 分 解 能 和 信 嗓 比 优 越 的 磁存储材料。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ d） 电磁屏蔽保护镀层化学镀镍层用于防电磁干扰特别有效。采用组合镀层可达到屏蔽的效果，在塑料制品盒或其它罩壳上，先镀一层很薄的铜，铜有良好的导电性能，屏蔽效果很好，但铜易被氧化，不能耐久，然后再化学镀一层镍，镍磷化学镀层有良好的耐磨和耐蚀性能，可以保护底层铜免遭氧化，长期保持良好的屏蔽性能。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ d） 电磁屏蔽保护镀层化学镀镍层的合金元素与含量，影响镀层的屏蔽效果、在 Ni-P合金镀层中，磷含量越低，镀层的导电性越好，电磁波的初屏蔽效果就越好。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ e）可焊性镀层化学镀镍在电子工业中作为焊接性镀层中主要用于分立元器件。对分立元器件来说，
不仅要求镀层有良好的耐蚀性和电接触性能，
而且要求有较好的可焊性。化学镀镍层优良的性能能满足上述要求。实验表明，含磷量少的 Ni-P镀层的钎焊性比含磷量高的要好。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ e）可焊性镀层另外，微波、毫米波器件和集成电路，主要采用陶瓷金属封装，陶瓷金属化层上镀镍是实现电路高强度、全密封的重要工艺。微波、毫米波器件和集成电路的飞速发展，使管壳尺寸越做越小，金属化图形越来越复杂，
图形的线条越来越细，精度要求越来越高。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(2) 在电子工业中的应用
（ e）可焊性镀层化学镀 Ni-P合金工艺克服了金属化图形之间易于短路的缺点，有优良的高、中温钎焊性能，满足高可靠性微波、毫米波器件和集成电路对陶瓷金属化层上镀层的要求。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(3) 在模具工业中的应用采用化学镀镍强化模具,既能保证硬度和耐磨性,又能起到固体润滑的效果 。 例如,
45钢 （ 50 HRC） 黄铜零件拉伸模在使用过程中,粘铜现象严重,极易拉伤零件,所以在生产过程中需要频繁地修理模具,有的加工几件或几十件就要进行修理 。 化学镀 10μm厚的镍磷合金层后,经热处理钢模表面硬度达到 1000HV,连续加工 5000次仍不需要修模，而且加工的零件表面质量明显提高。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(3) 在模具工业中的应用化学镀镍应用于模具有以下优点：
（ a）能提高模具表面硬度和耐磨性、抗擦伤和抗咬合。脱模容易，能延长模具的使用寿命；
（ b）化学镀镍层与基体结合强度高，能承受一定的剪切应力，适用于一般冲压模和挤压模；
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(3) 在模具工业中的应用
（ c）镍磷合金层具有优良的抗蚀性，可对塑料模和橡胶制品模进行表面强化处理；
（ d）沉积层厚度可控制，模具表面尺寸超差时，可重新沉积，修复到规定尺寸；
（ e）挤塑模和注塑模等形状复杂的模具有变形问题，表面沉积镍磷合金，其 厚度均匀且无变形。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
（ 4） 在石油化学工业中的应用化学镀镍由于兼具优良的抗蚀和耐磨两大特点，加之其厚度均匀，能满足精密尺寸的要求，既使在管件和复杂零件的内表面，也能获得均匀的镀层。因此，化学镀镍材料是石油化工装备方面最新发展起来的一种结构材料。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(4) 在石油化学工业中的应用石油天然气开发是在非常严酷的环境中进行的，不仅材料暴露在盐水、二氧化碳、硫化氢或其它腐蚀性很强的介质中，而且介质的温度、压力和速度也对材料起着很大的破坏作用。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(4) 在石油化学工业中的应用中东某油田,生产的原油含 H2S（ 55%）,
温度为 80℃,压力为 20MPa。 高含量的 H2S
引起严重腐蚀,未加保护层的球阀,最多使用三个月就失效 。 采用英国生产的镀有
10μm N i - P 化学镀层的球阀后,使用两年未发现问题，其耐蚀能力超过不锈钢。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(4) 在石油化学工业中的应用美国某地区 250口油井的 8000m管道,镀
50μm镍磷合金,在 200℃,H2S和 CO2浓度极高的状况下,成功地防护设备免于腐蚀,普通钢材经化学镀镍磷合金后,服役时间从 30
天延长到 16个月 。 我国某石油化工厂引进的设备,均采用镍磷合金镀层防护,耐蚀性能良好。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
(5) 在汽车工业中的应用比如小齿轮轴是汽车驱动机械的重要部件,
基材加工后化学镀 13～ 18μm的 Ni-P合金层,
并在镀后进行 2h热处理,其硬度可达 62HRC。
由于镀层是非常均匀的,沉积层不需要加工就可保证公差要求和轴的对称性,而且在使用中发现嗓音降低,这是因为镀后使其磨合性 和 耐 磨 性 得 到 改 善,使 差 动 机 构能平滑地运转。
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术
采用化学镀后有效防止氧化
4.7 化学镀材料科学与工程学院表面改性技术化学转化镀：是采用化学处理液使金属表面与溶液界面上产生化学或电化学反应，在金属表面形成稳定化合膜层的过程。
金属基体直接参与成膜。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术钢铁氧化处理：是使其表面生成非常稳定的磁性氧化铁膜层。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术铝氧化处理：化学氧化、阳极氧化。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术表面着色：是采用化学或电化学方法赋予金属表面不同的颜色并保持金属光泽的工艺。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术自然染色：在一定的电解液和电解条件下，将金属进行阳极氧化处理时，由于电解质溶液、合金材料的组分及合金组织结构状态不同而产生不同的颜色。
吸附着色法是将生成了转化膜层的工件浸入加有无机盐或有机染料的溶液中，无机盐或有机染料首先被多孔膜吸附在表面上，然后向微孔内部扩散、渗透，最后堆积在微孔中，使膜层染上颜色。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术电解着色：电解着色是把经阳极氧化的铝及其合金放入含金属盐的电解液中进行电解，通过电化学反应，使进入氧化膜微孔中的重金属离子还原为金属原子，沉积于孔底无孔层上而着色。
4.8 化学转化镀材料科学与工程学院表面改性技术4.8 化学转化镀
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