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答案:不等于

15.置换镀的定义是 。

答案:利用置换反应,活泼金属置换出不活泼金属,从而在基体上得到镀层的方法称为置换度。

16.金属晶体中存在着三种微粒,分别是 、 、 。其中 的定向移动是金属能够导电的主要原因。 答案:电子,金属阳离子,金属原子,电子

17.在 情况下,金属电极的溶解倾向大于沉积倾向;在 情况下,金属电极的沉积倾向大于溶解倾向。

答案:金属电对的电极电位小于氢电对的电极电位,金属电对的电极电位大于氢电对的电极电位

18.不考虑极化电阻的电流分布称为 。考虑极化电阻存在的电流分布称为 ,电流的这种重新分布结果是_ __。能使阴极电流分布更加均匀的方法之一是 。

答案:初次电流分布或一次电流分布,二次电流分布,使电流的分布更加均匀,把阳极做成象形阳极或增大极间距离或增大极化

19.金属越活泼或者溶液中金属离子的浓度越小,则金属的 (溶解/沉积)倾向越大,金属越 (易/不易)被腐蚀。 答案:溶解,易

20.析氢对镀层质量有不良的影响,一般由于析氢会造成 、 、 。 答案:鼓泡,氢脆,麻点或针孔

21.电镀的工艺条件有 、 、 、 ;其中DA表示 极的电流密度,DK表示 极的电流密度。假设某镀覆某金属时的DK=1~2A/dm2,若要在一个电镀槽中镀40dm2的工件,需要的电流的范围是 。

答案:电流密度,温度,搅拌,阳极,阳,阴,40-80A

22.电流效率的表达式是: 。

电镀过程中,电流效率越高说明 ,电流效率

越低说明 。

答案:电流效率等于实际析出(或溶解)物质的量与按理论计算应析出(或溶解)物质的量之比,电流的利用效率高,电流的利用效率低 五、简答题。

1.研究初次电流分布和二次电流分布的意义是什么?

答案:初次电流分布是假定电极反应过程不存在极化的条件下,电流在阴极表面各部位上的分布。换言之,研究初次电流分布,等于把电化学因素及其它方面的干扰排除在外,单纯研究几何因素对电流分布的影响。

当电流通过镀液时,阴极和阳极上都会有不同程度的极化。考虑电化学因素在内的电流分布称为二次电流分布。它是接近于实际情况的电流分布。在固定几何条件的情况下研究二次电流分布,就相当于研究电化学因素对电流分布的影响。

2.金属电沉积过程有哪些步骤?请简述之。(8分)

答案:金属电沉积是一个复杂的过程,它一般有几个连续的或同时的界面反应步骤。

(1)传质

金属离子在阴极还原,首先消耗的是阴极表面附近的离子,溶液本体中的离子再通过电迁移、扩散、对流的形式进行补充到阴极附近,保持溶液中离子浓度的均衡。

(2)前置转换(表面转化)

反应离子在阴极还原以前,还要在电极表面紧贴的一层液膜内进行界面电荷交换前的转化。在络合物溶液中,往往是络合物中的配体发生转换,或者是配体数下降;在简单盐溶液中,则是水合离子的水化数(水分子数)减少。

(3)电化学反应(电荷转移)

经过转化的金属离子失去部分水化分子,在界面上进行电子交换,电荷发生转移,形成能够在晶体表面自由移动的原子(又称吸附原子)。

(4)电结晶(形成晶体)

吸附原子通过表面扩散到达生长点进入晶格生长;或通过吸附原子形成晶核长大成晶体。

在形成金属晶体时又分两个步骤进行:结晶核的生成和成长。晶核的形成速

度和成长速度决定所得结晶的粗细。

3.梯形槽的作用是什么?画出示意图说明(5分)

答案:通过霍尔槽阴极试片上不同部位所表现的外观、镀层的厚度和不同部位的

计算电流密度,可以解决以下问题:确定镀液中各种成分的最佳含量、确定镀液的阴极电流密度范围及最佳工艺条件、测定镀液中有机添加剂或杂质的大致含量、分析镀液产生故障的原因、测定镀液的分散能力、测定镀液的覆盖能力、测定镀液的整平性。

4.电镀时,析氢对镀层有何影响?如遇析氢较严重的镀液,我们可采取的办法有哪些?(不少于3种)?(6分)

答案:在电镀过程中大多数镀液的阴极反应都伴随着有氢气的析出,氢的析出对镀层质量的影响是多方面的,其中以氢脆、针孔、鼓泡最为严重。如当析出的氢气粘附在阴极表面上会产生针孔或麻点;吸附在基体金属细孔内的氢,当周围介质温度升高时对镀层施加压力,有时会使镀层产生小鼓泡;当一部分还原的氢原子渗入基体金属或镀层中,使基体金属及镀层的韧性下降而变脆,叫“氢脆”。镀铬时吸氢量大,最易产生“氢脆”。氢脆对高强度钢及弹性零件产生的危害尤其严重。

要降低析氢,就要增大氢的超电位,增大氢的超电位的措施有: (1)选择氢在其上超电位较大的材料做阴极

(2)阴极材料的表面状态对析氢有较大影响,零件表面光滑电流密度大,超电位增大,气体不易析出,所以把阴极零件处理得光滑一些析氢会减少。

(3)电流密度对析氢有较大影响。从理论上来说不论何种电极,电流密度增加,氢的超电位也增大,析氢困难,但在实际生产中,电流密度加大时,一般镀液的金属的超电位的增加大于氢的超电位的增加,使金属析出量相对变少,而氢的析出则相对变多。所以,对于一般镀液,降低电流密度会使析氢减少。

(4)镀液的温度升高使电极反应加速,也使离子扩散速度加快,降低析氢时

的极化作用,使氢的超电位降低,析氢容易。所以,尽量降低温度,降低搅拌速度会使析氢降低。

(5)镀液中的成分对氢的超电位有影响,例如配盐镀液比单盐镀液析氢要多,这是因为配盐中金属离子是以配离子形式出现,在阴极放电困难,而氢离子放电就容易得多。所以,尽量采用单盐镀液。

(6)调整镀液的pH值,在酸性溶液中氢的超电位随pH值增大而变大,而在碱性溶液中随pH值增加而变小。

5.什么是周期换向电流?画图说明其波形图。该波形用于电镀对镀层有何影响?(5分)

答案:换向电流就是周期性地改变直流电的方向。电流为正向时,镀件为阴极;电流为反向时,镀件为阳极。周期换向电流的良好作用表现为:当镀件为阳极时,表面尖端及不良的镀层优先溶解,使镀层周期性地被整平;当电流反向时,阴、阳极的浓差极化都减小,提高了允许电流密度的上限。

6.镀液的成分有哪些?分别在电镀中各起什么作用?

答案:(1)主盐

主盐是溶液中能在阴极上沉积出所要求镀层金属的盐。对于确定的镀液来说,主盐浓度都有一个适宜的范围或与镀液中其他成分维持适当的浓度比值。主盐浓度高的镀液,一般是阴极电流密度的上限、溶液的电导率和阴极的电流效率都较高。

(2)导电盐

导电盐是指能提高溶液电导率,对放电金属不起配合作用的碱金属或碱土金属的盐类(包括铵盐)。导电盐除了能提高溶滚的电导率外,还能稍微提高阴极极化,使镀层略微细致一些。但也有一些导电盐却会降低镀液的阴极极化,不过它们往往会扩大阴极电流密度范围,使实际操作时的阴极电流密度值提高。阴极电

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