你了解电镀、电铸、电泳、溅镀及阳极氧化的区别吗

盟友2356897421

2023-03-02 09:09

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1、电镀
电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。电镀的原理与电解精炼铜的原理是一致的。电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；用镀层金属作为阳极，与直流电源正极相连。通入低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极获得电子被还原成金属，覆盖在需要电镀的金属制品上。‍
电镀特点：
利用电解池原理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、光滑性、耐热性和表面美观。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。
电镀依需求的不同作用：
1.镀铜：打底用，增进电镀层附着能力，及抗蚀能力。（铜容易氧化，氧化后，铜绿不再导电，所以镀铜产品一定要做铜保护）
2.镀镍：打底用或做外观，增进抗蚀能力及耐磨能力，（其中化学镍为现代工艺中耐磨能力超过镀铬）。（注意，许多电子产品，比如DIN头，N头，已经不再使用镍打底，主要是由于镍有磁性，会影响到电性能里面的无源互调）
3.镀金：改善导电接触阻抗，增进信号传输。（金最稳定，也最贵。)
4.镀钯镍：改善导电接触阻抗，增进信号传输，耐磨性高于金。
5.镀锡铅：增进焊接能力，快被其他替物取代（因含铅现大部分改为镀亮锡及雾锡）。
6.镀银：改善导电接触阻抗，增进信号传输。（银性能最好，容易氧化，氧化后也导电）。
2、电铸
电铸大致可分为三类，即装饰性电镀（以镀镍-铬、金、银为代表）、防护性电铸（以镀锌为代表）和功能电镀(以镀硬铬为代表电铸是利用电镀法来制造产品的功能电镀之一。
据称电铸始于1838年，主要用于工艺艺术品。当时，俄国的Jacoli在石膏母型上涂敷石腊，通过石墨使其表面具有导电性，然后表面镀铜，镀后脱模，以此制成铜的复制品。日本昭和初年，京都市工业研究所和大板造币司等单位就已积极开展了在石膏母型上铸铜，在绝缘体上电镀等方面的研究，并制作了许多精美的金属工艺品。但是，以石膏或腊等作为母型模进行电铸时，不仅制造技艺要求高、操作麻烦，而且母型易破损，难以制出精致的复制品，所以电铸的应用范围十分有限。
经过一个世纪的发展，电铸技术已广泛应用于轻工业，电子工业等许多领域，尤在制造薄壁，精密或形状复杂，难以机械加工的零件（如金属箔，喷嘴，波导管，表面粗糙度测量仪等）和模具（如唱片压模，塑料模，橡胶压模等）方面发挥着重要作用，已被人们作为一种尖端加工技术而受到高度重视。
后来，由于塑料母型材料的问世以及电镀水平的提高，电铸技术也得到很大发展，并广泛应用于制造那些采用其它方法不能制造的或加工有困难的急需产品。特别是最近几年，由于电铸用于制造宇航或原子能的某些零件，它已作为一种尖端加工技术而为人们所瞩目。（此外通过电镀使金属与金属相结合的所谓“电结合技术”也进行了研究。这种电结合的金属不会因热而改变金属材质的机械性能和物理性。
电铸是通过电解使金属电沉积在铸模上制造或复制金属制品的过程，电铸精度可达到0.001mm~~0.01mm。‍
电铸加工特点：
1、能准确，精密地复制型面和细微纹路；
2、能获得尺寸精度高，表面粗糙度小于0.1um的复制品，同一原模生产的电铸产品，一致性较好；
3、借助一些特殊性材料，可把复杂零件的内表面复制为外表面，外表面复制为内表面，复制出来的产品与原模一致。
电铸加工主要应用于：
1、复制精细的表面轮廓花纹（如唱片模，工艺美术品模，纸币，证券，邮票的印刷版）；
2、复制注塑用模具，电火花加工用的电极工具；
3、制造复杂，高精度的空心零件和薄片零件（如波导管等）
4、制造表面粗糙度样版，反光镜，表盘，异形喷嘴等特殊零件。
目前，电铸技术已为世人瞩目，每当在机械加工中产生困难时，应用电铸技术，能把一般机械加工中较为困难的零件内表面转化为芯模的外表面，也能把难以成型的金属材料转化为容易成型芯模材料（如蜡，树脂，塑料等）这使电铸成为机械工业普遍适用的一种尖端加工技术。电铸广泛应用于机械加工体，精密光学仪器，火箭发动机，化工，雷达和激光波导管，能够在庞大的工件上电铸出0.5um以下的金属线条。
现能电铸的金属有铜，镍，镍钴合金，铁，镍锰合金，等。用电铸方法加工的产品主要有波导管，风速管，文氏管，超音速气切割嘴，金属箔，筛网，印染滚筒，唱片压模，塑料或橡胶零件压模型腔，波纹管，风洞喷管内壁，火箭发动机再生冷却推力室外壁等等。
电铸铜层导电性和导热性好，主要用于要求导电导热性能良好的场合，如波导管，超音速气切管，塑料或橡胶成型模具的主体外层等。
电铸镍具有较高的强度和硬度，抗蚀性良好而常作结构件。如文氏管，风洞试验模型，塑料或锌压铸件的成型模具型腔，表面粗糙度标准块等。为提硬度可铸镍钴合金，提高焊接性能可铸镍锰合金。
3、电泳涂装
是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装的原理发明于是20世纪30年代末，但开发这一技术并获得工业应用是在1963年以后，电泳涂装是近30年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺。具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点，迅速在汽车、建材、五金、家电等行业得到广泛的应用。
电泳涂装是把工件和对应的电极放入水溶性涂料中，接上电源后，依靠电场所产生的物理化学作用，使涂料中的树脂、颜填料在以被涂物为电极的表面上均匀析出沉积形成不溶于水的漆膜的一种涂装方法。电泳涂装是一个极为复杂的电化学反应过程，其中至少包括电泳、电沉积、电渗、电解四个过程。电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳（工件是阳极，涂料是阴离子型）和阴极电泳（工件是阴极，涂料是阳离子型）；按电源可分为直流电泳和交流电泳；按工艺方法又有定电压和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。
电镀和电泳的区别：
就是中间对象不同，一种是金属离子，一种是胶体。处理后的结果也不一样，电镀是镀一层金属，起保护，防锈，美观等功能；电泳一般是用于喷漆，即表面涂一层漆，常用于汽车行业。
电镀有金属质感。电泳只是高仿电镀，性能，颜色还是有一定的差距，电泳很难做出电镀的金属质感。‍
4、溅镀
原理主要利用辉光放电将氩气(Ar)电离撞击靶表面,靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好,但是镀膜速度却比蒸镀慢很多。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化,造成靶与氩气离子间的撞击机率增加,提高溅镀速率。一般金属镀膜大都采用直流溅镀,而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀,基本的原理是在真空中利用辉光放电(glowdis-charge)将氩气(Ar)离子撞击靶材表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。
溅镀制程进行薄膜披覆的几项特点：
(1)金属、合金或绝缘物均可做成薄膜材料。
(2)再适当的设定条件下可将多元复杂的靶材制作出同一组成的薄膜。
(3)利用放电气氛中加入氧或其它的活性气体，可以制作靶材物质与气体分子的混合物或化合物。
(4)靶材输入电流及溅射时间可以控制，容易得到高精度的膜厚。
(5)较其它制程利于生产大面积的均一薄膜。
(6)溅射粒子几不受重力影响，靶材与基板位置可自由安排。
(7)基板与膜的附着强度是一般蒸镀膜的10倍以上，且由于溅射粒子带有高能量，在成膜面会继续表面扩散而得到硬且致密的薄膜，同时此高能量使基板只要较低的温度即可得到结晶膜。
(8)薄膜形成初期成核密度高，可生产10nm以下的极薄连续膜。
(9)靶材的寿命长，可长时间自动化连续生产。
(10)靶材可制作成各种形状，配合机台的特殊设计做更好的控制及最有效率的生产。‍
蒸镀和溅镀的区别：
溅镀,是真空溅射镀膜的简称,是一种物理镀膜的方法。
真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，MBE分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。主要思路是分成蒸发和溅射两种。
需要镀膜的被称为基片，镀的材料被成为靶材。基片与靶材同在真空腔中。
蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来，并且沉降在基片表面，通过成膜过程（散点－岛状结构-迷走结构-层状生长）形成薄膜。
对于溅射类镀膜，可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来，并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程，最终形成薄膜。
5、阳极氧化
一种电解过程，提供镀层金属的金属片作用有如阳极，电解液通常为镀着金属的离子溶液，被镀物作用则有如阴极。阳极与阴极间输入电压后，吸引电解液中的金属离子游至阴极，还原后即镀着其上。同时阳极的金属再溶解，提供电解液更多的金属离子。某些情况下使用不溶性阳极，电镀时需添加新的电解液补充镀着金属离子。
一般铝合金很容易氧化，氧化层虽有一定钝化作用，但长期曝露之结果，氧化层仍会剥落，丧失保护作用，因此阳极处理的目的即利用其易氧化之特性，藉电化学方法控制氧化层之生成，以防止铝材进一步氧化，同时增加表面的机械性质。‍

关键词：电镀、电铸、电泳、溅镀、阳极氧化

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