金属电镀实验报告.docx
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金属电镀实验报告
篇一：
实验15光亮镀锌及化学镀镍实验报告光亮镀锌及化学镀镍
1实验目的
1.1学习和实践氯化钾光亮镀锌的实验室基本操作流程，了解电镀的基本原理和工艺。
1.2学习并掌握化学镀镍的原理及实验室的操作方法。
2实验原理
电镀是利用电化学方法在金属制品表面上沉积出一层其他金属或合金的过程。
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。
为排除其他阳离子的干扰，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。
电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等，电镀能增强金属制品的耐腐蚀性，增加硬度和耐磨性，提高导电性，润滑性，耐热性和表面美观等性能。
化学镀就是在不通电的情况下，利用氧化还原反应在具有催化表面的镀层上，获得金属合金的方法，用于提高抗蚀性和耐磨性，增加光泽和美观。
管状或外形复杂的小零件的光亮镀镍，不必再经抛光，一般将被镀制件浸入以硫酸镍，次亚磷酸钠，乙酸钠和硼酸所配成的混合溶液内，
在一定酸度和温度下发生变化，溶液中的镍离子被次亚磷酸钠还原为原子而沉积于制件表面上，形成细致光亮的镍磷合金镀层。
钢铁制件可直接镀镍。
锡，铜和铜合金制件要先用铝片接触于其表面上1-3分钟，以加速化学镀镍。
化学镀镍的反应可简单地表示为：
NiSO4+3NaH2PO2+3H2O=Ni+3NaH2PO3+H2SO4+2H2
反应还生成磷，形成镍磷合金。
镀液由含有镀覆金属的化合物、导电盐、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，在电场作用下移动到阴极上还原成镀层。
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。
电镀的工艺过程：
镀前处理（机械整平，抛光，除油，酸洗除锈，水洗）——电镀（挂镀或滚镀）——镀后处理
（除氢，钝化，封闭，老化）——质量检验。
3仪器及药品
仪器：
直流稳压电源，0.5级500mA电流表，水浴锅，电子分析天平，秒表。
药品：
碱性光亮镀锌镀液配方及操作条件成分或条件氧化锌氢氧化钠
BH-332走位剂（开缸时用）BH-336光亮剂Dk（阴极电流密度）温度
退锌溶液：
稀盐酸锌镀层钝化液铬酐硫酸硝酸温度时间
200g/L10g/L10g/L室温2-5秒
范围8~15g/L80~120g/L6~8ml/L3~5ml/L1~4A/dm15~40℃
2
标准12g/L100g/L8ml/L4ml/L3A/dm25℃
2
化学镀镍溶液硫酸镍次亚磷酸钠醋酸钠硼酸温度
30g/L10g/L10g/L5g/L90℃
镀镍层孔隙率的测定溶液铁氰化钾氯化钠贴滤纸
20g/L20g/L10分钟
孔隙率=孔隙斑点数/被测表面积点滴法测定镀锌层厚度溶液KII2200g/L200g/L
尖端内径为1.5-2.0毫米滴管，溶液在镀层表面停留
60秒，每一滴溶液溶解镀层厚度1.8um（30℃）
4实验步骤
4.1在镀槽中加适当氯化钾镀锌溶液；
4.2剪3.5cm×3.5cm铁片，计算面积。
用盐酸退锌，去除挂灰，擦干，用去污粉除油，称量；4.3安装.两片锌片阳极在两边，待镀铁片做阴极在中间，三者平行，串
联电流表，打开直流稳压电源，加大电流至250mA，电镀
20分钟，注意维持稳流，计算电流密度；
4.4电流调至零，关闭直流稳压电源，取下铁片，水洗，擦干，用分析天平称量质量；4.5用同样的方法再镀一块；
4.6 取一块镀锌铁片用点滴法测定厚度，滴一滴测定溶液维持60秒，用滤纸吸干，再滴第二滴，用同样的方法做，直到露出底层金属，计算锌镀层厚度。
反复弯折铁片角度90度试验镀层的结合力；4.7另一块镀锌铁片用镊子放入钝化液中2-5秒，取出洗净，观察颜色变化；
4.8 拿50mL干净烧杯用去离子水配制化学镀镍溶液
50mL；放进90℃水浴中加热恒温10分钟； 4.9 剪
3.5cm×3.5cm铁片，计算面积。
用盐酸退锌，去除挂灰，擦干，称量，用去污粉除油。
放入化学镀镍溶液中镀20分钟；4.10取出，洗净，擦干，称量；
4.11剪一块比铁片稍小的滤纸，浸入测定空隙率的溶液后，贴在铁片中间10分钟（注意不要有气泡），取下滤纸，数出蓝色斑点的数目；
第一次电镀锌第二次电镀锌化学镀镍镀前质量m1/g
1.931.931.94
镀后质量m2/g
2.032.072.00
镀层质量m/g0.100.140.06
点滴法测定镀层厚度是用了2滴检测溶液；扭曲检测
结合力：
镀层牢固，没有脱落现象；
放入钝化液之后镀锌铁片颜色由银色变成黄色，再变成彩色光亮； 测孔隙率时使用了面积为3.3cm×3.3cm的滤纸，共数出93个蓝色斑点。
5.2电镀锌的电流密度：
J=I/S=0.25A/（3.5cm×3.5cm）=0.0204A/cm 碱性光亮镀锌的电流效率：
实验中锌的实际析出量为:
2
第一次镀锌：
100mg/（0.25A×20min×60s/min）
=0.3333mg/C第二次镀锌：
140mg/（0.8A×10min×60s/min）
=0.2917mg/C 锌的理论析出量为（本文来自：
wwW.xIaocAofanwEn.coM小草范文网:
金属电镀实验报告）0.339mg/C则镀锌的电流效率为：
第一次镀锌：
（0.3333 mg/C）/（0.339 mg/C）
×100%=98.32% 第二次镀锌：
（0.2917mg/C）/（0.339mg/C）×100%=86.05%5.3质量法测得第一次镀锌的镀层厚度：
[0.10g/（7.17g/cm）/（3.4cm×3.5cm）]/2=5.456×10cm
质量法测得第二次镀锌的镀层厚度：
[0.14
g/（7.17g/cm）/（3.4cm×3.45cm）]/2=8.323×10cm
5.4镍磷合金镀层的厚度：
（0.06g/（8.30g/ cm））/（
3.45cm×3.5cm）=5.987×10cm 化学镀镍的沉积速度：
5.987um/（20min×1/60h/min）=17.961um/h5.5孔隙率：
93/（3.3cm×3.3cm）=8.53个/cm
23
-4
3
-4
3
-4
5.6 评价两种镀层的外观：
用镀锌法镀后得到的铁片表面较光滑和有光泽，而且镀层较厚，但均匀
度不够高；用化学镀镍法得到的铁片表面光滑，镀层均匀，但光泽不及化学镀锌好，且镀层较薄。
6讨论与分析
6.1 本组实验中第一次镀锌用电流0.25A，第二次用
0.8A，因为搅拌速度较快则在第二次中得到镀层比较好的铁片。
6.2由计算电流效率可知，第一次实验比较接近理论值，第二次则偏小较多，可能是因为第二次电流较大，搅拌速
度较快使得镀层较难附着在铁片上。
6.3计算的孔隙率较大，滤纸上的斑点都是较小的，几乎没有连起来的斑点，估计是因为小气泡，以及预处理不够到位，或者含有其他杂质造成的。
6.4本次实验需要我们队铁片进行退锌、除灰、除油的预处理，这是实验成功的关键，实验时已经尽力完善此操作，但在其他操作时可能会用手触碰到铁片，使其沾上油污，影响镀层质量。
6.5本组比较两种方法发现，镀锌过程中赶走气泡的操作更需要技巧和经验，镀锌过程出泡不是很均匀，且有一侧有大量气泡，另一侧较少，搅拌太快会让锌层镀不上，太慢则不能镀到光滑的锌层。
但是，镀镍过程气泡均匀出现，比较容易掌控技巧。
7思考题
7.1电镀溶液中的络合剂起哪些作用？
写出碱性镀锌的电极反应。
电镀络合剂能与主盐的阳离子络合而成金属络离子。
在电镀过程中，能有效地促进阴极极化作用，提高电解液的均镀能力和深镀能力，从而使镀层结晶细致光滑；对保证镀层质量和电解稳定性，起着重要作用。
阴极反应：
Zn（OH）2+2e-=Zn+2OH- 阴极副反应：
2H2O+2e-=H2↑+2OH-阳极反应：
Zn-2e-=Zn2+
阳极副反应：
4OH-4e-=O2↑+2H2O
7.2如何选择电镀的电流密度，而镀完后零件要立即冲洗干净？
电流大小取决以下因素：
温度、零件外型复杂程度、活动与搅拌等。
确定电镀电流密度的最好方法是进行霍尔槽试验，经过短时间试验便能得到在较宽的电流密度范围内镀液的电镀效果。
镀完后零件要立即冲洗干净是因为产品电镀完毕出槽之后，表面及孔洞粘附有大量的镀液，而镀液本身通常都有一定的腐蚀性。
如果不清洗干净，会对镀层及基体产生腐蚀，影响了产品的外观及防护性能。
故镀件出槽后，应即用清水冲洗干净，然后加以干燥。
7.3化学镀镍溶液为什么要加缓冲剂？
化学镀镍过程中由于有氢离子产生，使溶液pH值随施镀进程而逐渐降低，化学镀镍体系必须具备PH值缓冲能力，即能维持在一定pH值范围内的正常值，从而稳定镀速及保证镀层质量。
7.4化学镀镍的溶液镀后发生了什么变化，分析可能的原因。
化学镀镍的溶液镀后颜色绿色变浅，溶液的体积减小。
可能因为化学镀镍的过程中由于镍的析出导致二价镍离子量变少，绿色变浅；且水生成氢气逸出，故溶液体积总体变小。
7.5化学镀镍有什么优点？
化学镀镍的有点有：
工艺简单，适应范围广，不需要电源，不需要制作阳极。
镀层与基体的结合强度好，结合均匀。
成品率高，成本低，溶液可循环使用，副反应少。
由于化学镀镍层含磷（硼）量的不同及镀后热处理工艺的不同，镀镍层的物理化学特性，如硬度、抗蚀性能、耐磨性能、电磁性能等具有丰富多彩的变化，是其他镀种少有的。
篇二：
金属的电镀实验金属的电镀实验一、实验目的
1.了解梯形槽的使用方法；
2.了解电镀溶液的分散能力、电流效率的测定方法；
3.了解电镀溶液中添加剂的作用和杂质对镀层的影响。
二、实验原理
把化学能转化为电能的过程称为电解。
电镀属于电解，是一种电化学沉积过程，是指在含有欲镀金属的盐类溶液中，在直流电的作用下，以欲镀金属或其它惰性导体为阳极，通过电解作用，阴极镀件表面上沉积出金属，获得牢固的金属膜的过程。
（一）梯形槽实验原理
梯形槽也叫赫尔槽，其形状如图II-13-1所示。
槽的容积有三种，即lL、267mL和250mL。
由于槽中阴阳极
放置不平行，故阴极上各部分电流分布是不均匀的，在离阳极近的近阴极端，电流密度较高，在另一端电流密度较低。
通过大量实验，对267mL的梯形槽而言，得到一个在阴极各部分电流密度分布的经验公式（II-13-1），即
DK?
I?
（5.1?
5.24logL）（II-13-1）
式中：
Dk为阴极上某点的电流密度（A/dm2）；I为实
验时的电流强度（A）；L为阴极上该点距近阴极端的距离（cm）。
图II-13-1梯形槽
（二）镀液分散能力的测定原理
镀液的分散能力是指电解液所具有的使镀层厚度均匀分布的能力。
测定的方法有多种，方法不同用来表达分散能力的公式也不同。
因此，为了比较不同镀液分散能力的大小，必须采用同一种方法测量才有意义。
本实验采用远阴极和近阴极的方法（图II-13-2），远阴极和近阴极与阳极的距离比为L2/L1等于K，用这种方法所测得的分散能力可用下式（II-13-2）表达：
m12
Tp?
?
100%（II-13-2）K?
1
K?
式中Tp为分散能力（%）；K为远阴极和近阴极与阳极
距离之比；m1、m
2为近阴极上和远阴极上金属的增重。
图II-13-2测定分散能力的电镀槽
（三）电镀效率的测定原理
根据法拉弟定律，在电镀镍时，通过电镀槽的电量若为lF（96500C），则应得镍镀层0.5mol（58.69/2g）。
而实际上沉积的镍不到0.5mol，这是由于在电镀过程中，阴极上进行的
－－
反应不只是Ni2++2e=Ni，还有2H++2e=H2副反应的存在，使得用于沉积金属的电流只是通过总电流的一部分，而其余部分消耗在副反应上，所以电流效率达不到100%。
电流效率计算公式（II-13-3）如下：
Q实
?
?
?
100%?
?
100%
W理Q总
II-13-3
图II-13-3测量电流效率线路图
在实际测定镀液的电流效率时，与被测镀槽串联一个铜库仑计（见图II-13-3）。
因为铜库仑计上铜阴极的电流效率为100%，所以根据铜阴极上镀层重量可以得到理论上
的金属镀层的重量或通过电极的总电量。
当采用铜库仑计时，电流效率的计算公式（II-13-4）可表达为：
?
?
Qw?
MCu
?
100%?
?
100%
Q总M?
WCuII-13-4
式中W为被测金属镀层的重量；M为被测金属的摩尔质
量；WCu为库仑计阴极上铜镀层质量；MCu为铜的摩尔质量
（注：
被测金属和铜的摩尔质量的值均随所取的基本单元而定。
）
三、实验仪器和试剂
直流稳压电源；塑料镀槽；导线；普通镍镀液；库仑
镀液
四、实验步骤
（一）具体操作方法
1.配制电镀溶液（已配好）2.梯形槽实验
将铜阴极和镍阳极均用金相砂纸打磨光亮，用水冲洗干净。
在267mL梯形槽中注入一定量的普通镀镍溶液，装上阳极、阴极试片，接通电源，控制电流在1A，电镀5
min后,取出阴极片用水冲洗，观察其外观，并将试片各区域的镀层外观按下述符号记录下来。
3.镀液分散能力的测定
取两片铜片，用金相砂纸打磨光亮。
用水冲洗，做好近、远阴极标记，吹干后分别准确称重。
将镍阳极和两片铜阴极放在长方槽中，并使L2/L1=2。
将普通镀镍溶液注入长方槽中，接通电源，电流密度控制在1A/dm2。
电镀30
min后，取出阴极用水冲洗、吹干，用分析天平分别称出远、近阴极重量。
4.电流效率的测定
将被测镀液和铜库仑计的阴、阳极（被测镀液为铜阴极、镍阳极，铜库仑计阴、阳极均为纯铜）用金相砂纸打磨，冲洗干净。
两阴极吹干后分别准确称重。
接好线路，镀槽中注入镀液，接通电源，电流密度控制在1A/dm2，电
镀30min后，取出两阴极洗净、吹干，分别准确称取重量。
（二）注意事项
1.电解液化学品有一定的腐蚀和污染，实验和观察过程中应避免手、皮肤直接接触。
2.镀液分散能力和电流效率测定中不是电流为1A，而是电流密度控制在1A/dm2（应该根据实验中试片浸入到镀液中的实际面积进
行计算）。
3.实验完成后，镀液必须倒回原瓶中重复使用。
4.两溶液不可互相污染。
（三）提问
1.由梯形槽实验中所观察的现象说明什么问题？
2.镀液分散能力和电流效率测定中为什么不是电流为
1A，而是要控制电流密度为1A/dm2？
3.铜库仑计在实验中的作用是什么？
五、实验总结
（一）数据处理
1.用规定的符号绘制和标明梯形槽的阴极镀层外观图，并分析所观察现象的原因。
2.将实验数据列表如下，计算镀液的分散能力，并说明镀液分散能力的优劣。
3.将实验数据列表如下，计算电流效率。
写出普通镀液电解池阴、阳电极所发生的半反应，并分析电流效率不为100%的原因。
（二）实验讨论
电镀前要对金属片进行打磨，其目的是为了处理、清洁被镀金属的表面，从而得到结合力好的镀层。
镀层质量的好坏要考虑的因素有很多，主要有：
被镀金属的特性、镀层特性、合适的前处理、合适的电镀溶液、合适的操作条件（电流密度、镀液浓度和各组分比例、镀液温度、时间、后处理）、合适的电镀设备和器具、环境条件等。
1．添加剂对电镀效果的影响
在电镀溶液中加添加剂：
糖精、1,4-丁炔二醇、香豆素等可以明显的提高镀层的光亮度。
加入光亮剂的镀镍溶液称光亮镀液，其中一个配方如下：
试剂名称试剂用量
NiSO4·7H2O250~300g/L
H3BO3 30~40g/LNiCl2 ·6H2O20~30 g/L糖精0.6~1g/L
1,4-丁炔二醇0.1~0.2g/L香豆素0.2~0.5g/L十二烷
基硫酸钠0.05~0.1g/LpH4~4.5
2．杂质对镀层质量的影响
在电镀液中如果含有一定量的金属杂质，会影响渡层
的质量，如镀镍溶液中含有Fe离子就会使镀层的质量下降。
3.镀液深度能力的测定
在实际应用中电镀的对象很复杂，好多是管件和带凹槽的工件，因此就要求电镀液有深度能力。
也就是说电镀液在阴极镀件深凹（或孔内）部分镀上金属层的能力。
测定电镀液深度能力的方法很多，方法不同，深度能力的表示方式也不同（与分散能力的测定类似），所以为了比较不同种镀液的深度能力，必须用同一种方法测定。
4.镀件的表面状态对镀层的影响
镀件的表面状态对镀层的光洁度，亮度，镀层的附着力等都有很大的影响。
所以为了得到合格的镀层，镀件的表面必须经过合格的酸洗除锈、碱洗（或有机溶剂清洗）除油，机
械或电化学抛光等。
六、实验延伸
（一）电镀技术
电镀是一个普遍的工业流程。
使用电流，可以将一层金属如铜或镍镀在一有导电性的物体上。
传统电镀的主要目的通常是改变基体表面的特性，改善基体材料的外观、耐腐蚀性和耐磨性。
现在，电镀技术在制备半导体、催化材料、纳米材料等功能性材料和微机电加工领域正日益发挥着重要作用。
国内期刊“电镀与环保”、“电镀与精饰”、
“材料保护”等刊登这方面的研究。
（二）设计一个趣味实验--电镀小饰品
铜片和石墨棒（铅笔芯）分別充当电池的阴极和阳极。
含有镍离子的电解液，在电池的作用下，带正电的镍离子会转移至阴极，在铜片的表面取得电子并附于其上。
电镀前，可用油性书写笔在铜片表面上画图。
由于书写笔的油墨是非导电体，所以镍离子是不会附于油墨所成之图画上，而其余部分均可镀上一层镍（如下图）。
电镀完成后，清水冲洗镀件并用丙酮擦去图画的油墨痕迹，露出底色铜，这样一件工艺电镀品便告完成。
（三）参考文献
1.霍胜娟、李翔晔、黄胜标等（XX）提高电镀锌钢板耐指纹性的研究。
电镀与精饰，31，6-10页。
2.古晓雁、
潘湛昌、肖楚民等（XX）纳米Ni-ZrO2复合电镀研究。
化学工程与装备，（11），5-7页。
3.LeungT.M.,LeeC.C.,YauL.（1987）PhysicalChemistry,2ndedition,FillansLtd,179-197pp.
篇三：
塑料镀金属（大化实验预习）
工科大学化学实验报告实验32塑料表面镀金属
姓名李振坤班号1409103日期XX.10.24同组人学号1140910320大二上学期第6周6课节1~2
一、实验目的
1.熟悉化学镀和电镀的基本知识
2.掌握塑料表面镀金属（化学镀和电镀）的基本原理和操作方法
二、实验原理1.化学镀
三、预习思考题
1.金属电镀与非金属电镀有何异同?
2.敏化处理后，为什么用自来水冲洗后还需要去离子水洗?
四、实验内容
2.化学镀铜
3.镀镍
五、实验结果与讨论
1.说明化学镀和镀镍的现象及原因。
2.讨论镀金属效果的因素。
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