脉冲电镀的基本原理


原标题:脉冲电镀的基本原理
脉冲电镀是一种通过槽外控制方法改善镀层质量的电镀技术。其基本原理可以归纳为以下几点:
一、电流特性
脉冲电镀使用脉冲电源代替传统的直流电源。脉冲电源产生的电流具有通断周期性,即电流在一段时间内导通,然后在另一段时间内关断。这种周期性的通断使得电镀过程能够在更宽的范围内变化,从而获得具有特定特性的镀层。
二、电镀过程
电流导通期:
当电流导通时,阴极表面附近的金属离子受到电场力的作用,向阴极移动并被还原成金属原子,沉积在阴极表面形成镀层。
由于使用了较高的电流密度,晶核的形成速率远远大于原有晶体的生长速率,因此可以形成结晶细致的镀层。
电流关断期:
当电流关断时,阴极周围的放电离子又恢复到初始浓度,浓差极化消除。
阴极区域溶液中导电离子的质量浓度会得到不同程度的回升,溶液电阻率减小,有利于下一个脉冲周期电极过程的进行。
在关断期内,阴极表面吸附的氢可以脱附,从而消除或减轻镀层的氢脆现象。
三、波形与参数
脉冲电镀中常用的波形有方波、三角波、锯齿波、阶梯波等,其中方波是最符合要求的脉冲波形。脉冲电镀的参数包括脉冲电流密度(或峰值电流密度)、脉冲导通时间、脉冲关断时间等。这些参数可以独立调节,以实现对电镀过程的精确控制。
四、优势与应用
优势:
镀层平整致密、附着性好。
电流效率高,可以节约原材料和能源。
环保性能好,可以减少对环境的污染。
能够获得具有特定性能的镀层,如耐蚀、耐磨、纯度高、导电、焊接及抗变色性能好等。
应用:
脉冲电镀在机械制造、电子工业等领域得到了广泛应用。
主要用于镀金、镀银、镀镍等贵重金属的电镀。
在某些高要求的装饰性电镀中,如大尺寸工件的装饰性镀金、银等,脉冲电镀也具有重要意义。
综上所述,脉冲电镀通过周期性地接通和断开电流,以及调节波形和参数,实现了对电镀过程的精确控制,从而获得了具有优异性能的镀层。
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