个性化教学辅导教案
学科:任课教师:庞向阳授课时间:年月日
姓名年级性别学校本模块第___课
教学目标知识点:氯碱工业粗铜精炼电镀原理
考点:电镀原理的应用工业制法的考察
能力:能正确分析氯碱工业中的注意事项能正确应用电镀原理分析习题方法:练习讨论
难点重点电镀原理及其应用电解原理的综合应用
课堂教学过程课前
检查作业完成情况:优□良□中□差□建议__________________________________________
过
程
一.上节课知识回顾:电解原理的基础及典型电解池相关分析方法回顾,能正确
书写练习题中的两极式。
二.氯碱工业
实际是电解饱和食盐水的工业问题。采用了离子交换膜,有效阻隔阳极生成的氯气直接和阴极生成的氢氧化钠溶液提前反应。离子交换膜只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过。
阳离子交换膜的作用:
①既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸
②避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。两极反应(异
性相吸)
阳极:2Cl- - 2e- =Cl2↑
阴极:2H+ + 2e- =H2↑
总反应(还原成物质)
2NaCl+2H2O ==2NaOH+H2↑+Cl2↑
2H2O+2Cl - == 2OH - +H2↑+Cl2↑
三.粗铜精炼问题
粗铜(Zn Ag Au Fe Ni)
阳极: Zn -2e- =Zn2+
Cu –2e- =Cu2+
阴极:Cu2+ + 2e- = Cu
四.电镀原理
镀件:放在电源负极做阴极
镀层:放在电源正极做阳极镀层溶解
电镀液:必须含镀层金属阳离子
含镀层阳离子的原因:保持溶液中镀层金属阳离子浓度基本不变
五.电解原理相关练习
例题1. 下列有关工业生产的叙述正确的是
A.合成氨生产过程中将NH3液化分离,可加快正反应速率,提高N2、H2的转化率
B.硫酸工业中,在接触室安装热交换器是为了利用SO3转化为H2SO4时放出的热量C.电解饱和食盐水制烧碱采用离子交换膜法,可防止阴极室产生的C12进入阳极室D.电解精炼铜时,同一时间内阳极溶解铜的质量比阴极析出铜的质量小例题2. 下列叙述正确的是
A、在原电池的负极和电解池的阴极上都是发生失电子的氧化反应
B、用惰性电极电解Na2SO4溶液,阴阳两极产物的物质的量之比为1:2
C、用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 molNaOH
D、镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
六.小结
七.作业布置
课堂
检测
听课及知识掌握情况反馈______________________________________________________
测试题(累计不超过20分钟)_______道;成绩_______;
教学需:加快□;保持□;放慢□;增加内容□
课后巩固作业_____题;
巩固复习____________________ ; 预习布置_____________________
签字教学组长签字:学习管理师:
老师课后赏识评价老师最欣赏的地方:老师想知道的事情:老师的建议:
1.2.3 电解原理的应用——电解精炼铜、电镀 课型:新授课主备人:李琴审核人:万社娟韩守霞 学习目标: 学会运用电解的原理分析铜的电解精炼;通过学习电镀的内容,了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法,并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。 重点难点: 铜的电解精炼和电镀的原理 旧知链接: 1.离子放电顺序: 常见阳离子放电顺序为: 常见阴离子放电顺序为: 2. 写出用惰性电极电解下列溶液的电极反应式:①CuCl2②H2SO4③ CuSO4 ①阳极: 阴极: ②阳极: 阴极: ③阳极: 阴极: 预习检测: 1、铜的电解精炼:粗铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量杂质金属,下图为电解法精炼铜的装置。 其中阳极为,阴极为,电解质溶液为。(并标在图上) 阳极发生的主要反应为: (杂质Fe、Zn、Ni也发生电极反应:由于Pt、Ag、Au的金属性比Cu弱且量又少,这三种金属不反应,以单质的形式沉积在底部,得到阳极泥)。 阴极的反应为
分析电解精炼过程中电解质溶液的变化: 总结: 阳极: 电解精炼装置的构成阴极: 电解质溶液: 2、电镀 阅读教材,设计试验,在铁制品上镀铜(教材第17页“活动·探究)。 要求:画出电镀铜的实验装置图,指出电极材料和电解质溶液,写出电极反应式。 总结: (1)电镀: 阳极: (2)电镀池的构成阴极: 电镀液: 交流·研讨: 1.下列叙述中不正确的是() A.电解池的阳极上发生氧化反应,阴极上发生还原反应 B.不能自发进行的氧化还原反应可通过电解的原理实现 C.电镀时,电镀池里的阳极材料发生氧化反应 D.电解饱和食盐水时,阳极得到氢氧化钠溶液和氢气 2.金属镍有广泛的用途。粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)( ) A.阳极发生还原反应,其电极反应式:Ni2++2e-→Ni B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+ D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu和Pt 3、下列关于铜电极的叙述正确的是( ) A、铜锌原电池中铜是负极 B、用电解法精炼铜时纯铜作阳极 C、在镀件上电镀铜时可用金属铜作阳极 D、电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极 4、将分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氧化铝的三个电解槽串联 , 在一定条件下通电一段时间后,析出钾、镁、铝的物质的量之比为( )
2、电镀新工艺介绍 2 .1合金电镀 合金电镀一直是电镀新工艺开发的重要领域。以往为取代昴贵的镀镍而开发的铜锡合金,就曾经是一种新工艺。现在的代镍和节镍镀层,也都是各种合金。因为合金可以综合单一金属的优点,并具有单一金属所不具备的新的特性,比如硬度、耐腐蚀性、功能性等。现在已经认识到,电镀作为一种湿法冶金技术,能生产出用电、热方法做不到的新合金。包括在制作非晶态材料和纳米材料方面,电镀技术都是有优势的。合金电镀的原理在传统的理论中是要求两种共沉积的金属的电极电位要接近,如果一个的电位较正,另一个的电位较负,就要采用络合剂将正电位的金属的离子络合,使之放电电位向负的方向移动,与另一金属的电位相近,达到共沉积的目的。这在现在也仍然对合金新工艺的开发有指导意义。但是现在越来越多的合金中的另一种成分的量非常小,就是这种少量的金属分散在另一金属中,却改变了金属的性能。用传统冶金学的观点是这些掺入的金属是占据在主体金属的某些晶格位上,从而改变了金属的物理性能。但实际上,用火法冶金很难把微量金属分散到另一金属中去,而采用电镀的方法则比较容易做到。不过电镀方法得到的合金的结构是否符合冶金学的原理,则是值得探讨的课题。现在已经得到应用的新合金工艺有锌系列,镍系列,铜系列,锡系列,银系列等。锌作为钢铁的优良廉价的防护性镀层被广泛地采用 , 但是自从日本汽车打进欧洲和北美市场,汽车的耐盐防护性就提到了议事日程。〈1〉在开展高耐蚀性镀层的研究中,锌合金的研究引人注目。最先出现的是锡锌合金,这种合金的含锌量在30%左右时耐盐水喷雾时间最长,出现红锈的时间可达1500个小时以上。最开始进入实用化的工艺是70年代末的有机羧酸的中性镀液,后来有柠檬酸镀液,现在我公司已经开发出硫酸盐光亮镀锡锌工艺。在锡锌工艺之后出现的是锌镍工艺。这种工艺由于含镍量在5-10%,成本比锡锌要低,因此很快得到普及。最先出现的是用于钢板连续电镀的硫酸盐工艺,这大约在1982年前后。以后开发出氯化铵型工艺,现在比较成熟的是碱性锌酸盐工艺。这种工艺的特点是抗腐蚀性能特别好,不经钝化的镀层耐盐雾到出现红锈的时间在150小时以上。在高温下也仍能维持其优良的防护性能。因此在汽车等行业有较多应用。 在锌镍开发之后两年,锌铁工艺就进入了实用化。锌铁与前面的工艺不同的是铁的含量很小,只在 0.2 到0.6 左右。虽然以前有用于钢板电镀的锌铁合金,其含铁量在10-20%,但现在进入实用的还是这种低铁含量的镀层。比较成熟的有锌酸盐工艺。其耐蚀性也很好,但一定要经过钝化才能有高的耐蚀性,当含铁量在 0. 4 左右时,出现红锈的盐水喷雾时间可达1500小时以上。现在,我公司已经开发出氯化钠型锌铁新工艺,并有黄色、彩色等高耐蚀性的钝化产品。 在欧洲还有用锌钴合金工艺的,这种工艺与锌铁一样,可以不用银盐做出黑色钝化膜。含钴量也仅在1%左右. 镍一直是电镀加工工业中的重要镀种,由于镍资源的紧张和价格昂贵,开发镍合金电镀是节镍的一种选择。同时,有些镍合金的功能性能也是市场所需要的,因此,镍基合金的应用也很广泛。镍铁合金不仅可节约部分镍,而且镀层性能也比纯镍镀层要好。这种镀层的含铁量在 7%-30% 左右,镀层中的含铁量与镀液中的镍铁比例成正比。也有采用镍锰铁合金电镀工艺的报导。 <2 >用于装饰的镍合金更多,特别是黑色镀层方面,不少是用的镍合金,比如镍锡,镍钴,镍镉等。铜镍合金更是在装饰电镀中有较多的应用。 <3 >铜合金如铜锡合金,铜锌合金,很早就有大量的应用。这方面的新工艺的主攻方向是以非氰化物络合物来取代氰化物,比如焦磷酸盐,柠檬酸盐镀铜合金等。锡作为钎焊性镀层主要是用在电子电镀行业,但也可以用在装饰和防护方面,比如代银的锡合金,用于罐头盒防腐的镀锡工艺等。但主要还是电子工业中有大量应用,现在用得最多的仍然是锡铅合金。也有锡铈,锡铋等。当前的趋势是采用无氟和无铅的新工艺取代老工艺。<4 >其它贵金属的合金主要是用在装饰和功能性方面,这里就不一一加以介绍。正如前面讲到的,由于合金电镀技术的开发可能产生出一些新的合金,这不仅在表面处理业有重要意义,对材料学科也有重要意义。因此,在新世纪,对合金电镀的研究仍会加紧进行。 特别是在多元合金,包括三元、四元合金等的开发上还有很大的空间 2.2电子电镀 如前所述,21世纪被称为高信息化世纪。所谓高信息化世纪就是以因特网为传播工具的信息爆炸的世纪。在这个世纪内,电子产品的品种和产量将有更快更大的发展,这给电子电镀业也带来很大的机遇和挑战。因此,现在新工艺的开发有很大的比重将放在电子电镀方面。 所谓电子电镀就是用于电子产品或电子工业的电镀技术。用于电子行业的镀层有很多,包括导电性镀层,钎焊性镀层,信息载体镀层,电磁屏蔽镀层,电子功能性镀层,印刷电路板电镀,电子构件防护性镀层,电子产品装饰性镀层等。电子电镀工艺除了少数是利用了传统的工艺以外,大多数是近几十年开发的新工艺。比如非金属电镀新工艺,化学镀新工艺,贵金属电镀新工艺,合金电镀新工艺等。 以印刷线路板的电镀为例,它是以孔金属化为中心的综合了前处理、化学镀、电镀、退镀等技术的工艺。印
电镀diàndù(Electroplating) 电镀的概述:利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。可以起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用电镀的主要用途是什么? 1、提高金属制品或者零件的耐蚀性能。例如钢铁制品或者零件表面镀锌。 2、提高金属制品的防护-装饰性能。例如钢铁制品表面镀铜、镀镍镀铬等。 3、修复金属零件尺寸。例如轴、齿轮等重要机械零件使用后磨损,可采用镀铁、镀铬等祸福其尺寸。 4、电镀还可赋予某种制品或零件某种特殊的功能。例如镀硬铬可提高其耐磨性能等。 [编辑本段] 电镀的概念 就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时,镀层金属做阳极,被氧化成阳离子进入电镀液;待镀的金属制品做阴极,镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 [编辑本段] 电镀作用 利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀,一般都较薄,从几个微米到几十微米不等。通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。镀层大多是单一金属或合金,如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等;也有弥散层,如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等;还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如ABS 塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料,但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。[编辑本段]
电镀铜工艺 A 电镀铜工艺部分 1问题:各镀铜层附着力不良原因: (1)除油前清洁处理不当,铜表面的氧化或钝化膜除干净 (2)除油槽液中的润湿剂被带出或水洗不足造成底铜钝化 (3)板子进入镀槽后电源并未立即打开 (4)电流密度过大 (5)过硫酸根残余物污染 (6)干膜显影后水洗不足 解决方法: (1)A)提高除油槽液温度以利去除基板表面油污和指纹 B必须经微蚀处理除去铜表面的氧化膜和污染物 C检查除油槽和微蚀槽液的活性 (2)A检查水洗程序即水量和水压 B增加水洗流量并在出槽时采用喷淋水洗,确保孔内清洗效果 C提高水洗水温度,喷淋水洗后也可采用多段式溢流水洗 (3)重新检查整流器自动程序 (4)重新检查电镀程序和被镀基板实测面积,适当降低电流密度 (5)如使用过硫酸盐微蚀后,还必须尽5-10%硫酸浸洗,以除去基板表面铜盐类。(6)A.提高喷淋压力 B.检查喷嘴是否被堵塞,并采用适当地喷嘴布置 C、增加水洗温度 2、问题:经第二次电镀铜的导线出现局部漏镀与阶梯式镀层原因: (1)干膜经性影后图像不洁 (2)板面已有指纹及油渍的污染 (3)镀液中有机物含量过多
(4)修版的油墨对待镀板子的线路部分造成意外污染 (5)镀液中的添加剂成分有问题 (6)除油槽中润湿剂被带走,并自小孔内逐渐流出而影响镀铜外观 (7)干膜表面渗出显影液的残渣 (8)显影液受到污染 解决方法: (1)A.重新检查显影程序,确保显影后图像清晰 B.检查底片电路图形布线密度,凡导线有长、线路又密时应特别小心显影操作程序 C.检查显影机显影段喷嘴是否被堵塞 (2)A.提高除油槽液的温度 B.持取班子要特别注意,绝不能用手触摸板面,只能用手掌顶两侧板边 (3)A.使用霍氏槽分析光亮剂 B.按照工艺规定进行活性碳过滤处理 C.严格控制添加剂的含量 (4)检查经修补后的线路部分状态,确保板面无异物 (5)通过工艺试验法和分析法确定添加剂质量优劣并进行调整 (6)增加水洗浸泡时间并在板子出槽时另采用强力喷淋水清洗 (7)A.曝光后须放置30分钟以使反应到达平衡 B.使用低温烘烤以加速溶剂的挥发 C.显影后加强水洗 (8)提高显影的再生速率;保持显影的洁净度 3、问题:板子正反两面镀层厚度不均匀原因: (1)板子两面的电镀面积不一致,尤其是一面是接地层面而另一面是线路面时(2)可能是某一边阳极的线路导电不良所致 解决方法: (1)A.以正反排版方式将板子两面待镀面积加以调整
金属表面处理基本知识 1、采用电镀层的目的是,提高金属工件的抗蚀性能、装饰工件的外表,赋予工件表面优良的物理性能。 2、金属和周围介质之间发生的化学或电化学作用,造成金属的损坏称之为金属腐蚀。 3、电镀层的质量很重要,因为它关系到产品的可靠性与使用寿命、及其外观。 4、金属前处理不良将使镀层产生起泡脱落,基本不上镀层。 5、浸蚀金属层铸件时,为了除去夹杂的砂粒,要在浸蚀液中加入适量的氢氟酸。 6、抛光过程中与磨光的不同之处,在于它没有明显金属被切削下来,故没有明显的金属损耗。 7、喷砂机按照砂料输送方式,其设备可分为的式样有三种:吸入式、压力式和自流式。 8、锌镀层经过铬酸溶液钝化后,可以改善其外观及提高其防腐性能。 9、锌易溶于酸,也溶于碱,故称二性金属。 10、硫酸盐镀铜电解液导电不好,在正常电压下电流密度较小的现象,产生的原因(1)温度过低,(2)硫酸含量不足。 11、硫酸盐镀铜电解液中的硫酸能起到防止铜盐水解,提高溶液导电能力,提高阴极极化作用。 12、湿润剂在镀镍电解液中有防止镀层产生针孔的作用。 13、为了使镀镍电解液中具有一定量是氯离子通常加入一定量的氯化镍或氯化钠。
14、镀镍电解液中铁杂质的允许含量,在低PH值的溶液中不超过0.05g/L,在PH值高的溶液中不应超过0.03g/L。 15、镀铬电解液中,铬酸的含量高时则阴极电流效率下降。 16、镀铬电解液中,氯离子的含量过高达到0.3~0.5g/L,造成电解液的电流效率和深镀能力均下降。 17、镀铬电解液的电流效率一般为8~16%,大部分电能都消耗在氢气析出和发热。 18、在镀铬电解液中硫酸可以提供阴离子。 19、镀铬电解液中,Cr+3含量过高时,镀层光亮程度差,光亮范围缩小,Cr+3含量过低时沉积速度缓慢。 20、镀铬时,对形状复杂的工件应加辅助阳极以保证全部覆盖好。 21、银镀层遇硫酸或氧化物时,其表面易变成褐色至黑色。 22、银镀层的导热性能好,导电性良好。 23、电镀银前处理除油、酸洗外,一般还需要进行特别的前处理,生产中应用较多的方法有贡齐化、浸银、预镀银等。 24、锡对钢铁工件而言,属于阴极性镀层,锡对铜质工件而言属于阳极性镀层。 25、钢铁氧化处理又称发蓝。 26、磷化溶液中铜离子会导致工件表面发红降低磷化膜的抗蚀能力。 27、当磷化处理时,相应地伴随着铁的溶解所以对工件有尺寸改变较小。 28、发蓝形成氧化膜的颜色取决于金属工件的表面状态,材料的合金成分和发蓝处理的工艺规范。 29、发蓝溶液的沸腾温度随着烧碱的浓度增高而升高。
1. 1电镀定意 电镀(electroplating)是一种电离子沉积过程(electrodepos- ition process),是利用电极(electrode)通过电流,使金属附着在物体表面上,其目的为改变物体表面的特性或尺寸。 1. 2电镀目的 是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸。例如赋予金属表面的光泽美观、物品防锈、防止磨耗;提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性;热处理的防渗碳、氮化;尺寸或磨耗的零件修补。 1. 3各种镀金方法 电镀法(electroplating) 无电镀法(electroless plating) 热浸法(hot dip plating) 熔射喷镀法(spray plating) 塑料电镀(plastic plating) 浸渍电镀(immersion plating) 渗透镀金(diffusion plating) 阴极溅镀(cathode supptering) 真空离子电镀(vacuum plating) 合金电镀(alloy plating) 复合电镀(composite plating 局部电镀(selective plating) 穿孔电镀(through-hole plating) 笔电镀(pen plating) 电铸(electroforming) 1.4 电镀基本知识 电镀大部分是在液体(solution)下进行,而且大多是在水溶液(aqueous solution)中电镀,大约有30种的金属可由水溶液进行电镀,例如:铜Cu、镍Ni、铬Cr、锌Zn、镉Cd" 、铅Pb、金Au、银Ag、铂Pt、钴Co、锰Mn、锑Sb、铋Bi、汞Hg、镓Ga、铟In、铊、As、Se、T e、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W等等。 有些金属必须由非水溶液进行电镀,例如:锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、铝、La、Ti、Zr、Ge、Mo等等。可由水溶液及非水溶液的电镀金属有:铜、银、锌、镉、锑、铋、锰、钴、镍等等。 还包括以下几项:溶液性质物质反应化学式电化学界面物理化学材料性质 1.4.1 溶液 被溶解之物质称为溶质(solute),使溶质溶解之物质称为溶剂(solute)。溶剂为水之溶液称之水溶液(aqueous solution)。表示溶质溶于溶液中之量为浓度(concentration)。在一定量的溶剂中,溶质能溶解之最大量值称之溶解度(solubility)。达到溶解度值之溶液称之为饱和溶液(saturated solution),反之为非饱和溶液(unsaturated solution)。溶液之浓度,在生产和作业管理中,使用易了解和方便的重量百分比浓度(weight percentage)和常用的摩尔浓度(molal concentration)。 1.4.2 物质反应(reaction of matter) 在电镀处理过程中,有物理变化及化学变化,例如研磨、干燥等为物理反应,电解过程有化学反应,我们必须充分了解在处理过程中的各种物理和化学反应的相互关系及影响。
电镀铜的性能分析及影响因素 (作者) 摘要: 关键词: 英文摘要: 0 绪论 ●电镀概述 电镀是金属的化学和电化学防护方法的发展。它是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程。通过这种电化学过程,使金属或非金属工件的表面上再沉积一层金属的方法就叫做电镀。采用适当的工艺可以在金属或非金属工件的表面上获得所需要的不同种类的镀层, 在国民经济的各个生产和科学发展领域里,如机械、无线电、仪表、交通、航空及船舶工业中,在日用品的生产和医疗器械等设备的制造中,金属镀层都有极为广泛而应用。 世界各国由于钢铁所造成的损失数据是相当惊人的,几乎每年钢铁产量的,三分之一由于腐蚀而报废,当然电镀层不可能完全解决这个问题,但是良好的金属镀层还是能在这方面做出较大贡献的。电镀则是获得金属防护层的有效方法。电镀方法所得到的金属镀层,结晶细致紧密,结合力良好,它不但具有良好的防腐性能,而且满足工业某些特殊用途。 ●电镀的优缺点 电镀具有其不能为化学镀代替的优点: (1)可以沉积的金属及合金品种远多于化学镀。 (2)价格比化学镀低得多。 (3)工艺成熟,镀液简单、易于控制。 尽管如此,电镀也有其自身的缺点:电镀只能在导体表面上进行,其结合力一般不
及化学镀 电镀铜的应用领域 铜具有良好的导电、导热性能,质软而韧,有良好的压延性和抛光性能。为了提高表面镀层和基体金属的结合力,铜镀层常用作防护、装饰性镀层的底层,对局部渗碳工件,常用镀铜来保护不需要渗碳的部位。 1)铜箔粗化处理 铜箔是制造印制板的关键导电材料,但是印制板外层铜箔毛面在与绝缘基板压合制造覆铜板之前必须经过电镀铜粗化处理,使之具有一定的表面粗糙度,才能保证与基板有足够的粘合力。铜箔的粗化处理通常分 2 步:一是在较低铜离子浓度高电流密度下的粗化处理,二是在高铜离子浓度低电流密度下的固化处理。粗化处理过程中必须使用特殊的添加剂,否则铜箔在高温层压制造覆铜板时会出现“铜粉转移”现象,影响与基板的结合力,严重时会使线路从基板上脱落。 在制造多层线路板时,内层铜箔也需要进行强化处理。传统的内层铜箔使用黑化处理方法,但是黑化方法产生的氧化铜会在后续过程中产生空洞,造成层间互连可靠性降低。有日本研究人员采用在酸性硫酸盐电镀铜溶液中添加苯并喹啉系列有机物作为添加剂,并改变溶液中的酸铜比和操作条件对内层铜箔进行处理,避免了“空洞”现象的发生。 2)PCB 制作 PCB 微孔制作 印制板上的小孔具有至关重要的作用,通过它不仅可以实现印制板各层之间的电气互连,还可以实现高密度布线。一张印制板上常常具有成千上万个小孔,有的多达数万个甚至十万个。在这些孔中不仅有贯通于各层之间的导通孔,还有位于印制板表层的盲孔和位于内部的埋孔,而且孔径大小不一,位置各异。因此,孔内铜金属化的质量就成为决定印制板层间电气互连的关键。传统的印制板孔金属化工艺主要分2步:一是通过化学镀铜工艺在钻孔上形成一层导电薄层(厚度一般为0.5 μm),二是在已经形成的化学镀铜层上再电镀一层较厚的铜层(20 μm 左右)。 但是化学镀铜层存在以下问题:(1)镀速比较慢,生产效率低,镀液不稳定,维护严格;(2)使用甲醛为还原剂,是潜在的致癌物质且操作条件差;(3)使用的EDTA 等螯合剂给废水处理带来困难;(4)化学镀铜层和电镀层的致密性和延展性不同,热
电镀diàndù (Electroplating) 电镀的概述:利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺。可以起到防止腐蚀,提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用 电镀的主要用途是什么? 1、提高金属制品或者零件的耐蚀性能。例如钢铁制品或者零件表面镀锌。 2、提高金属制品的防护-装饰性能。例如钢铁制品表面镀铜、镀镍镀铬等。 3、修复金属零件尺寸。例如轴、齿轮等重要机械零件使用后磨损,可采用镀铁、镀铬等祸福其尺寸。 4、电镀还可赋予某种制品或零件某种特殊的功能。例如镀硬铬可提高其耐磨性能等。 电镀的概念 就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。电镀时,镀层金属做阳极,被氧化成阳离子进入电镀液;待镀的金属制品做阴极,镀层金属的阳离子在金属表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰,且使镀层均匀、牢固,需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液,以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层,改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电镀作用 利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀,一般都较薄,从几个微M到几十微M 不等。通过电镀,可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层,还可以修复磨损和加工失误的工件。镀层大多是单一金属或合金,如钛靶、锌、镉、金或黄铜、青铜等;也有弥散层,如镍-碳化硅、镍-氟化石墨等;还有覆合层,如钢上的铜-镍-铬层、钢上的银-铟层等。电镀的基体材料除铁基的铸铁、钢和不锈钢外,还有非铁金属,如ABS塑料、聚丙烯、聚砜和酚醛塑料,但塑料电镀前,必须经过特殊的活化和敏化处理。 电镀原理 在盛有电镀液的镀槽中,经过清理和特殊预处理的待镀件作为阴极,用镀覆金属制成阳极,两极分别与直流电源的负极和正极联接。电镀液由含有镀覆金属的化合物、导电的盐类、缓冲剂、pH调节剂和添加剂等的水溶液组成。通电后,电镀液中的金属离子,在电位差的作用下移动到阴极上形成镀层。阳极的金属形成金属离子进入电镀液,以保持被镀覆的金属离子的浓度[1]。在有些情况下,如镀铬,是采用铅、铅锑合金制成的不溶性阳极,它只起传递电子、导通电流的作用。电解液中的铬离子浓度,需依靠定期地向镀液中加入铬化合物来维
电镀基础知识100问 1.电解液为什么能够导电? 答:电解液导电与金属导体的导电方式是不一样的。在金属导体中,电流是靠自由电子的运动输送的,在电解液中则是由带电的离子来输送电流。在电解液中由于正负离子的电荷相等,所以不显电性,我们叫做电中性。当我们对电解液施加电压时,由于强大的电场的吸引力,离子分别跑向与自己极性相反的电极。阳离子跑向阴极,阴离子跑向阳极。它们的运动使电流得以通过,这就是电解液导电的道理。 2.在电镀过程中,挂具发热烫手,是由于镀液温度太高造成的吗? 答:挂具的发热虽然与溶液的温度有关系,但主要的原因是: (1)通过挂具的电流太大。 (2)挂具上的接触不良,电阻增高而使挂具发热。 3.控制电镀层厚度的主要因素是什么? 答:控制电镀层厚度的主要因素为电流密度、电流效率与电镀时间。 4.黄铜镀层与青铜镀层是同一样的台金镀层吗? 答:不是,黄铜镀层是铜和锌的合金镀层,青铜镀层是铜和锡的合金镀层。 5.法拉第定律是表示什么关系的,试述法拉第的第一定律和第二定律? 答:法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系的,又称为电解定律。 法拉第第一定律:金属在电解时所析出的重量与电解液中所通过的电流和时间成正比。 W=KIt W——析出物质的重量(g) K——比例常数(电化当量) I——电流强度(安培) t——通电时间(小时) 法拉第第二定律:同量电流通过不同电解液时,则所析出金属之重量与各电解液之化学当量成正比。 K=CE C——比例常数。E——化学当量 6.为什么镀件从化学除油到弱酸蚀,中间要经清水洗净? 答:因为通常的化学除油溶液都是碱性的,如果把除油溶液直接带进酸腐蚀溶液中,就会起酸、碱的中和反应,降低了酸的浓度和作用。中和反应的生成物粘附在工件上,会影响镀层的质量。故工件在化学除油后,一定要经清水冲洗干净,才能进入酸腐蚀的溶液。 7.电镀层出现毛刺、粗粒,通常是那些原因造成的,如何解决? 答:镀层出现毛刺、粗粒,主要是镀液受悬浮杂质污染所造成的。其来源是:
第六章电镀黄铜工艺 第一节概述 在第二章中已经介绍了黄铜镀层对钢帘线与橡胶粘合的至关重要的作用,本章将阐述获得黄铜镀层的方法,即电镀黄铜工艺。 铜含量高于锌的铜锌合金通常称为黄铜,1841年就已发明了镀黄铜。最早的镀黄铜槽液是把硫酸铜和硫酸锌转换成碳酸盐,然后再在氰化钾溶液中溶解,使用低电流密度进行电镀。这种方法一直沿用到1915年,随着科技的进步发展成为现代的氰化电镀工艺。1974年第三版《现代电镀》中提到,专家们“研究了在1960年之前研究过的所有不同类型镀黄铜槽液之后下结论说,迄今为止,还没有一种槽液能满意地代替氰化黄铜槽液”。因为氰化物剧毒,人们总想摆脱它,一直在研究非氰电镀黄铜工艺。60年代,一些欧洲国家(如前苏联、意大利等)对“两步法”(先镀铜,后镀锌,再热扩散而形成铜锌合金的方法,又称热扩散法)非氰电镀黄铜工艺进行了工业性试验,并于70年代投入了规模生产。值得一提的是,我国从60年代末开始,曾探索过“一步法”(直接镀铜锌合金的方法)非氰电镀黄铜工艺,选用焦磷酸盐一草酸镀液体系,从实验室试验到中间试验反复进行了几年时间,先后生产了Φ0.8mm镀黄铜钢丝10余吨,捻制成7×3×0.147和3+9+9×3×O.147两种结构钢帘线用于子午线轮胎,进行了里程试验,并与氰化电镀产品对照,所得数据表明其质量与氰化法不相上下。后来投入大生产时,仅连续运行几天时间便发现阳极钝化严重,经试验分析初步认定是镀液中派生物磷酸氢二钠过多所致,最后高达lOOg/l以上,而且很难除去。工程技术人员做了大量工作,企图复苏焦磷酸盐一草酸电镀液,限于当时的条件,工作未能继续下去,最后不得不终止它的应用。这种独创性的电镀黄铜工艺虽未取得最后成功,但对后人有借鉴作用。 目前,钢丝电镀黄铜工艺处于氰化法和热扩散法并存在的局面。据国外考察,意大利几乎所有的钢帘线生产厂都采用热扩散法电镀工艺;而法国米其林公司年产18.5万吨钢帘线,则全部采用氰化法电镀工艺,只有在泰国所建的一个分厂采用热扩散法。世界上许多国家包括我国,在采用热扩散法的同时,仍保留了氰化法电镀工艺。我国自80年代以来,引进两步法热扩散电镀黄铜作业线至少有6条(包括单丝电镀作业线,即单根钢丝在镀槽中来回走镀多圈以达到所需的镀层厚度,线速可达200--300m/min),几乎无一例外地费了很长的时间进行调试方达基本正常。关于氰化法和热扩散法两者的利弊,将在对两种工艺作系统阐述后再进行比较。 钢丝电镀不同于零件电镀,钢丝是在镀槽中不断前进的,俗称“走镀”。图6--1所示,钢
电镀基本原理 电镀是一种电化学过程,也是一种氧化还原过程.电镀的基本过程是将零件浸在金属盐的溶液中作为阴极,金属板作为阳极,接直流电源后,在零件上沉积出所需的镀层. 例如:镀镍时,阴极为待镀零件,阳极为纯镍板,在阴阳极分别发生如下反应: 阴极(镀件):Ni2++2e→Ni (主反应) 2H++e→H2↑ (副反应) 阳极(镍板):Ni -2e→Ni2+ (主反应) 4OH--4e→2H2O+O2+4e (副反应) 不是所有的金属离子都能从水溶液中沉积出来,如果阴极上氢离子还原为氢的副反应占主要地位,则金属离子难以在阴极上析出.根据实验,金属离子自水溶液中电沉积的可能性,可从元素周期表中得到一定的规律,如表1.1所示 阳极分为可溶性阳极和不溶性阳极,大多数阳极为与镀层相对应的可溶性阳极,如:镀锌为锌阳极,镀银为银阳极,镀锡-铅合金使用锡-铅合金阳极.但是少数电镀由于阳极溶解困难,使用不溶性阳极,如酸性镀金使用的是多为铂或钛阳极.镀液主盐离子靠添加配制好的标准含金溶液来补充.镀铬阳极使用纯铅,铅-锡合金,铅-锑合金等不溶性阳极. ★电镀基本工艺及各工序的作用 2.1 基本工序 (磨光→抛光)→上挂→脱脂除油→水洗→(电解抛光或化学抛光)→酸洗活化→(预镀)→电镀→水洗→(后处理)→水洗→乾燥→下挂→检验包装 2.2 各工序的作用 2.2.1 前处理:施镀前的所有工序称为前处理,其目的是修整工件表面,除掉工件表面的油脂,锈皮,氧化膜等,为后续镀层的沉积提供所需的电镀表面.前处理主要影响到外观,结合力,据统计,60%的电镀不良品是由前处理不良造成,所以前处理在电镀工艺中占有相当重要的地位.在电镀技术发达的国家,非常重视前处理工序,前处理工序占整个电镀工艺的一半或以上,因而能得到表面状况很好的镀层和极大地降低不良率. 喷砂:除去零件表面的锈蚀,焊渣,积碳,旧油漆层,和其它干燥的油污;除去铸件,锻件或热处理后零件表面的型砂和氧化皮;除去零件表面的毛刺和和方向性磨痕;降低零件表明的粗糙度,以提高油漆和其它涂层的附著力;使零件呈漫反射的消光状态 磨光:除掉零件表明的毛刺,锈蚀,划痕,焊缝,焊瘤,砂眼,氧化皮等各种宏观缺陷,以提高零件的平整度和电镀质量. 抛光:抛光的目的是进一步降低零件表面的粗糙度,获得光亮的外观.有机械抛光,化学抛光,电化学抛光等方式. 脱脂除油:除掉工件表面油脂.有有机溶剂除油,化学除油,电化学除油,擦拭除油,滚筒除油等手段. 酸洗:除掉工件表面锈和氧化膜.有化学酸洗和电化学酸洗. 2.2.2 电镀 在工件表面得到所需镀层,是电镀加工的核心工序,此工序工艺的优劣直接影响到镀层的各种性能.此工序中对镀层有重要影响的因素主要有以下几个方面: 2.2.2.1主盐体系 每一镀种都会发展出多种主盐体系及与之相配套的添加剂体系.如镀锌有氰化镀锌,锌酸盐镀锌,氯化物镀锌(或称为钾盐镀锌),氨盐镀锌,硫酸盐镀锌等体系. 每一体系都有自己的优缺点,如氰化镀锌液分散能力和深度能力好,镀层结晶细致,与基体结合力好,耐蚀性好,工艺范围宽,镀液稳定易操作对杂质不太敏感等优点.但是剧毒,严
回到主页 电镀锌的原理和工艺 电镀:就是利用电解,在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积 层的过程。 一. 电镀锌: (一)概述 与其他金属相比,锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属,属低值防蚀电镀层.被 广泛用于保护钢铁件,特别是防止大气腐蚀,并用于装饰.镀覆技术包括槽镀(或挂 镀)、滚镀(适合小零件)、自动镀和连续镀(适合线材、带材). 目前,国内按电镀溶液分类,可分为四大类: 1.氰化物镀锌: 由于(CN)属剧毒,所以环境保护对电镀锌中使用氰化物提出了严格限制,不断促 进减少氰化物和取代氰化物电镀锌镀液体系的发展.要求使用低氰(微氰)电镀液. 采用此工艺电镀后,产品质量好,特别是彩镀,经钝化后色彩保持好. 2.锌酸盐镀锌: 此工艺是由氰化物镀锌演化而来的.目前国内形成两大派系,分别为: a)武汉材保所的”DPE”系列 b)广电所的”DE”系列. 都属于碱性添加剂的锌酸盐镀锌;PH值为12.5~13. 采用此工艺,镀层晶格结构为柱状,耐腐蚀性好,适合彩色镀锌. 典型配方: NaOH-------------110~120g/l ZnO---------------11~12g/l 94------------------5~7g/l 94为产品代号是”DPE-Ⅱ”和乙醇胺的结合物. 注意:产品出槽后—>水洗—>出光(硝酸+盐酸) —>水洗—>钝化—>水洗—>水 洗—>烫干—>烘干—>老化处理(烘箱内80~90oC). 3.氯化物镀锌 此工艺在电镀行业应用比较广泛,所占比例高达40%. 钝化后(兰白)可以锌代铬(与镀铬相媲美),特别是在外加水溶性清漆后,外行人 是很难辩认出是镀锌还是镀铬的. 此工艺适合于白色钝化(兰白,银白).在客户无特殊要求时,最好是选择银白钝 化(色泽保持较稳定). 典型配方: KCl----------------------180~220g/l ZnCl---------------------65~75g/l H 3BO 3 -------------------25~30g/l(缓冲剂). PH值:5~5.5 CI-87--------------------15~20g/l(光亮剂). 4.硫酸盐镀锌
电镀铜工艺规范 1主题内容及适用范围 本规范规定了在金属零(部)件上电镀装饰和防护性铜层的通用工艺方法。 本规范适用于装饰、防护和工程用途的铜电镀层。 进行处理前前零(部)件表面状态应符合《金属零(部)件镀覆前质量控制要求》中相应规定。 本规范不适用于电铸用的铜镀层。 2引用标准 HB 5034 零(组)件镀覆前质量要求 HB 5037 铜镀层质量检验 HB 5064 铜及铜合金钝化膜层质量检验 HB 5065 铜及铜合金氧化膜层质量检验 HB 5226 金属材料和零件用水基清洗剂技术条件 HB 5335 电镀和化学覆盖工艺质量控制标准 HB 5472 金属镀覆和化学覆盖工艺用水水质规 HB/Z 5081 铜及铜合金化学钝化工艺 HB/Z 5082 铜及铜合金氧化工艺 3主要工艺材料 电镀铜所需主要工艺材料要求见表1。 表1 主要工艺用材料
4 工艺过程 1.1预镀镍; 1.2清洗; 1.3镀铜; 1.4清洗; 1.5出光; 1.6清洗; 1.7钝化或氧化; 1.8清洗; 1.9下挂具; 1.10清除保护物; 1.11除氢; 1.12检验; 1.13油封。 2主要工序说明2.1预镀镍
按电镀暗镍工艺执行(电镀暗镍工艺条件见表2) 表2 电镀暗镍工艺条件 2.2电镀铜 电镀铜工艺条件见表3 表3 电镀铜工艺条件 2.3出光 出光工作条件见表4
表4 出光工作条件 2.4钝化 钝化工作条件见表5 表5 钝化工作条件 2.5氧化 为获得防护装饰性黑色氧化膜层,铜镀层可按HB/Z 5082进行化学或电化学氧化。检验 5.6.1铜镀层质量检验按HB 5037进行。 5.6.2 铜镀层钝化膜质量检验按HB 5064进行。 5.6.3铜镀层氧化膜质量检验按HB 5065进行。 6 质量控制 槽液配制用水和清洗用水应符合HB 5472进行; 电镀车间环境、设备、仪表及工艺过程等的质量控制按HB 5335及GJB 480A进行。
电镀铜与精炼铜的比较 高考频度:★★★★☆难易程度:★★★☆☆ 典例在线 关于镀铜和电解精炼铜,下列说法中正确的是 A.都用粗铜作阳极、纯铜作阴极 B.电解液的成分都保持不变 C.阳极反应都只有Cu-2e-===Cu2+ D.阴极反应都只有Cu2++2e-===Cu 【参考答案】D 【试题解析】A项电镀时镀件作阴极;B项电解精炼铜时电解液成分改变;C项电解精炼铜时,杂质若有比铜活泼的金属(如锌),则还会发生Zn-2e-===Zn2+等反应。 解题必备 电镀铜与精炼铜的比较 电镀铜精炼铜 能量转变电能转化为化学能电能转化为化学能 阳极材料纯铜粗铜(含锌、银、金等杂质) 阴极材料镀件纯铜 阳极反应Cu-2e-===Cu2+ Zn-2e-===Zn2+Cu-2e-===Cu2+等 阴极反应Cu2++2e-===Cu Cu2++2e-===Cu 电解质溶液及其变化硫酸铜溶液保持不变 反应后硫酸铜溶液中混有Zn2+等,Cu2+浓度减 小 向你推荐 1.下列图示中关于铜电极的连接错误的是 2.电解原理在化学工业中有广泛的应用。
上图表示一个电解池,装有电解液a ;X 、Y 是两块电极板,通过导线与直流电源相连。 请回答以下问题: (1)若X 、Y 都是惰性电极,a 是饱和NaCl 溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则: ①电解池中X 极上的电极反应式为____________________,在X 极附近观察到的现象是 ___________________________。电解液中向X 极方向移动的离子是____________。 ②Y 电极上的电极反应式为______________________________________________,检验该电极反应产物的方法是_______________________________________________。 (2)如要用电解方法精炼粗铜,电解液a 选用CuSO 4溶液,则: ①X 电极的材料是________,电极反应式为____________。 ②Y 电极的材料是________,主要的电极反应式为 _____________________________________。 ③溶液中的c (Cu 2+ )与电解前相比________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 (3)如利用该装置实现铁上镀锌,电极X 上发生的反应为________________________,电解池盛放的电镀液可以是________或________(只要求填两种电解质溶液)。 3.离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、72Al Cl - 和4AlCl - 组成的离子 液体作电解液时, 可在钢制品上电镀铝。 (1)钢制品应接电源的________极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为________________________。若改用AlCl 3水溶液作电解液,则阴极产物为__________。 (2)为测定镀层厚度,用NaOH 溶液溶解钢制品表面的铝镀层,当反应转移6 mol 电子时,所得还原产物的物质的量为________mol 。 (3)用铝粉和Fe 2O 3做铝热反应实验,需要的试剂还有____________。
电镀工艺
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
电镀知识 一.电镀工艺的分类: 酸性光亮铜电镀电镀镍/金电镀锡 二.工艺流程: 浸酸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级 →浸酸→镀锡→二级逆流漂洗 逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗 →镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3级纯水洗→烘干三.流程说明: (一)浸酸 ①作用与目的: 除去板面氧化物,活化板面,一般浓度在5%,有的保持在10%左右,主要是防止水分带入造成槽液硫酸含量不稳定; ②酸浸时间不宜太长,防止板面氧化;在使用一段时间后,酸液出现浑浊或铜含量太高时应及时更换,防止污染电镀铜缸和板件表面; ③此处应使用C.P级硫酸; (二)全板电镀铜:又叫一次铜,板电,Panel-plating ①作用与目的: 保护刚刚沉积的薄薄的化学铜,防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉,通过电镀将其加后到一定程度
②全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸,采用高酸低铜配方,保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力;硫酸含量多在180克/升,多者达到240克/升;硫酸铜含量一般在75克/升左右,另槽液中添加有微量的氯离子,作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果;铜光剂的添加量或开缸量一般在3-5ml/L,铜光剂的添加一般按照千安小时的方法来补充或者根据实际生产板效果;全板电镀的电流计算一般按2安/平方分米乘以板上可电镀面积,对全板电来说,以即板长dm×板宽dm×2×2A/ DM2;铜缸温度维持在室温状态,一般温度不超过32度,多控制在22度,因此在夏季因温度太高,铜缸建议加装冷却温控系统; ③工艺维护: 每日根据千安小时来及时补充铜光剂,按100-150ml/KAH补充添加;检查过滤泵是否工作正常,有无漏气现象;每隔2-3小时应用干净的湿抹布将阴极导电杆擦洗干净;每周要定期分析铜缸硫酸铜(1次/周),硫酸(1次/周),氯离子(2次/周)含量,并通过霍尔槽试验来调整光剂含量,并及时补充相关原料;每周要清洗阳极导电杆,槽体两端电接头,及时补充钛篮中的阳极铜球,用低电流0。2—0。5ASD电解6—8小时;每月应检查阳极的钛篮袋有无破损,破损者应及时更换;并检查阳极钛篮底部是否堆积有阳极泥,如有应及时清理干净;并用碳芯连续过滤6—8小时,同时低电流电解除杂;每半年左右具体根据槽液污染状况决定是否需要大处理(活性炭粉);每两周要更换过滤泵的滤芯;]
镀金在工业、装潢、艺术等诸多领域都有着重要的应用,但目前我国现有的技术,特别是工业上所使用的镀金技术都存在着高能耗、高污染、低效率的缺陷,造成能资源浪费、成本过高、环境污染等一系列问题,不利于建设资源节约型、环境友好型的社会,阻碍新型化工业的发展。 同时,我们小组的成员在生活中发现,有许多金属采用了镀铜技术,使金属更为美观、耐用。但经过上网搜索发现,绝大多数镀铜技术为有电镀铜,只能用于工业,对于小件金属镀铜显得太过复杂,出于为祖国科技发展贡献力量的热情,同时也出于个人兴趣以及自我提高、自我充实的目的,我们小组设计实验,探寻节能、简便、实用、可行,更适合于在生活中应用的无电镀铜技术。 二、课题研究的目标: 对无电镀铜的方法有所了解,用简易工具、原料,探寻无电镀铜的方法:在铁钉、刀片等金属上镀上一层铜膜。同时在传统镀铜工业的基础上,增进知识,做一个有心的化学学习者。 三、课题的新颖性: 出于对化学学科的浓厚兴趣,小组成员主动提出探究镀铜的方法,在课题研究的过程中打破了传统镀铜思想的束缚,自己动手做试验,并大胆提出问题与猜想,用一种全新的理念思考问题,另辟蹊径,探寻新思路、新方法。 四、可行性分析: 运用电镀的原理,设计了实验,该实验遵循科学性、可行性,小组成员自备实验器材与相关药品,比如常见金属铜、铁,普通家庭中易获得的食盐,白醋等进行实验,简便可行。 五、课题研究方案(容、方法、途径): 1.通过高一第一学期对金属的学习,小组成员对于镀金属的方法产生了浓厚的兴趣。 2.小组成员通过图书馆,网络等多方面途径,查阅大量资料,搜集和积累有关文献,对每一种传统镀铜方法进行细致、全面的评价。 3.大家齐心协力经过严密的讨论,设计了实验。 4.按照设计的实验,自备实验药品,请教化学老师,作了充分的准备工作,自己动手。 5.在实验后,大家撰写论文和实验报告,亲身感受无电镀铜的优点与化学的神奇魅力。 六、论文: 对"无电镀铜"的研究 (一)引子 无论是从化学还是生活的领域上说,我们对铜并不陌生。铜是人类最早发现的古老金属之一,早在三千多年前人类就开始使用铜。自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的,这种矿石含铜量极低,一般在2-3%左右。铜具有许多可贵而优异的物理化学特性和奇妙的功能,不但为人类社会的进步作出了不可磨灭的贡献,而且随着人类文明的发展不断开发出新的用途。 从化学1中,我们已学了不少关于铜的化学知识。铜的性质,特征,种类及冶炼方法。我们知道了铜的热导率很高,化学稳定性强,抗强度大,易熔接,且有很好的抗蚀性、可塑性、延展性。而常见的铜,有黄矿铜,孔雀石等。至于冶炼铜的方法,我们已学了电解法(电解氯化铜溶液),湿法炼铜,生物炼铜和粗铜的精炼等。 那么,如何用简便的方法镀铜,以此来应用于我们的生活中呢?经过化学课上的学习,本化学小组对镀铜产生了浓厚的兴趣,大家共同合作进行了深入的探究。 (二)传统镀铜方法 一般来说,现在所使用的传统镀铜方法有非金属流液镀铜法,无氰镀铜液及无氰镀铜法,通路孔镀铜法,小直径孔镀铜法,不溶阳极电镀铜法,半导体活化材料化学镀铜法,非水体