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鍍浴淨化

由於雜質污染，操作過久雜質累積，故必須經常淨 化鍍浴，

其主要的方法有：

1. 利用過濾材去除固體雜質。

　2.應用活性炭去除有機物。

　 3.用弱電解方法去除金屬雜質。

　4.可用置換、沈澱、pH調整等化學方法去除特殊雜質。

鍍層要求項目

依 電鍍的目的鍍層必須具備某些特定的性質，鍍層的基本

要求有下列幾項：

1. 密著性(adhesion)，係指鍍層 與基材之間結合力，密著性不佳則鍍層會

有脫離現象，其原因有：

　(1)表面前處理不良，有油污、鍍層無法與 基材結合。

　(2)底材表面結晶構造不良。

　(3)底材表面產生置換反應如銅在鋅或鐵表面析出。

1. 緻密性(cohesion)，係指鍍層金屬本身間之結合力，晶粒細小，

無雜質則有很好的緻密 性。其影響的因素有：(1)鍍浴成份，

1. 電流密度，(3)雜質，一般低濃度浴，低電流密度可得到

晶粒細而緻密。

1. 連續性(continuity)，係指鍍層有否孔隙(pore)，對美觀及腐蝕

影響很大。雖鍍層均厚可減少孔隙，但不經濟，鍍層要連續

，孔率要小。

1. 均一性 (uniformity)，是指電鍍浴能使鍍件表面沈積均勻厚度的

鍍層之能力。好的均一性可在凹處難鍍到地方亦能鍍上，對美

觀、耐腐蝕性很重要。試驗鍍浴之均一性有Haring電解槽試驗

法、陰極彎曲試驗法、Hull槽試驗法。

1. 美觀性(appearence)，鍍件要具有美感，必須無斑點，氣脹缺陷

，表面需保持光 澤、光滑。可應用操作條件或光澤劑改良光澤度

及粗糙度，也有由後處理之磨光加工達到鍍件物品之美觀提高產

品附加價值。

1. 應力(stress)，鍍層形成過程會殘留應力，會引起鍍層裂開或剝離

，應力形成的原因 有：

(1)晶體生長不正常，(2)雜質混入，(3)前處理使基材表面變質妨

磚結晶生長。

1. 物理、化學機械特性如硬度、延性、強度、導電性、傳熱性、

反射性、耐腐蝕性、顏色等。

2.5.12 　鍍層缺陷

鍍層的缺陷主要有：

(1)密著性不好，(2)光澤和平滑性不佳，(3)均一性不良，(4)變色， (5)斑點，(6)粗糙，(7)小孔。

缺陷產生的原因有：

(1)材質不良，(2)電鍍管理不好，(3)電鍍工程不完全， (4)電鍍過程之水洗、乾燥不良，(5)前處理不完善。

電鍍技藝

電鍍技藝，必須具備化學、物理、電化、電機、機械的相關 技能，要能了解材料性質，表面性質與狀況，熟悉電鍍操作規範，對日常

作業發生的現象及對策詳加整理牢記在心，以便迅速正確地做異常處理。 平時要注意電鍍工場管理規則，尤其前後處理工程的每一步

驟都不能疏忽，否則前功盡棄。

金屬腐蝕

金屬腐 蝕，是由於化學及電化學作用的結果，可分為化學腐蝕與電化學腐蝕，按腐蝕還境可分為高溫氣體腐蝕、土壤腐蝕等。又依腐蝕

破壞情形可分為全 面腐蝕及局部腐蝕。局部腐蝕又可分為斑狀腐蝕、陷壞腐蝕、晶間腐蝕、穿晶腐蝕、表面下腐蝕、和選擇性腐蝕，如

黃銅脆鋅。影響腐蝕的因素 有：(1)金屬的本性，(2)溫度，(3)腐蝕介質。防止金屬腐蝕的方法有：(1)正確選用材料，(2)合理設計金屬結構，

(3)耐蝕合 金，(4)臨時油封包裝，(5)去除腐蝕介質，(6)電化保護，(7)覆層保護。

電鍍有關之計算

　　電鍍 有關之計算，茲用一些範例或公式表示之：

1. 溫度之換算：

   ^{0C=5/9*(0F-32)}

   ^0F=1.80C+32

   ^0K=0C+273

2. 密度：

D=M/V M=質量 , V=體積

(3)比重：
S.G=物質密度/水在4⁰C時密度

1. 波美(baume')

Be’=145-145/比重

比 重=145/145-Be’

例　20％H₂SO₄的溶液，在20℃時其Be' 值為17，求比重多少？
比重=145/145-17=145/128=1.13

(5)合成物之水分比

例　 NiSO₄，7H₂O中含水多少？

解　NiSO₄，7H2O=280.87

　　7H2O=126
H2O%=126/280.87*100%=44.9%

(6)比率

例　 鉻鍍槽有400加侖的溶液含500磅鉻酸，問同樣的濃度

100加侖鍍槽需含多少鉻酸？
　 400/500=100/X

　 　　　x=125

　　∴　需125 1b鉻酸

(7)溶液的重量換成容積

例　96％的H2SO4，比重 1.854求製配1公升標準硫酸溶液

需多少ml 96％H2SO4？

一公升之標準酸液之硫酸銅重量=98/2=49克
49 克 /((1.8354克)/(ml*0.96))=27.82ml
∴需要27.82ml之96%H2SO4
(8)中和

例 1　用14.4ml的1N的HC1溶液中和310ml的NaOH溶液，

求NaOH溶液之當量濃度

解　 14.4ml×1N＝10ml×xN

　　x＝1.44

　　∴　比N.OH之當量濃度為1.44N

例2　 1.1738N的HC1溶液來中和10ml之1.1034NNaOH溶液，

求需HC1溶液多少ml？

解　x ml×1.1788N＝10ml×1.1034N

　　x＝9.4

　　∴　需9.4ml之1.1738NHC1溶液

(9) 法拉第定律(Faraday's Law)

例1計算以5安培電流經過5小時，銅沈積重量，其

電流放率為100％

沉 積重量=(原子量/(原子價*96500))*(電流*時間*電流效應)

W=(A/(n*96500))*(I*T*CE)
=(63.54/(2*96500))*(5*5*60*60*100%)=31.8(g)

∴可沉積31.8g的銅

例2要在10分鐘鍍2.5g的鎳在NiSO骒鍍浴需多大電流？

電流效率 100％。

I=( (n*96500)/(A))*((W)/(t*CE))

=((2*96500)/(58.69))*((2.5)/(10*60*100%))=13.7

∴需電流13.7安培

例3鍍件的表面積為1000cm²，在硫酸銅鍍液中通過 15

安 培電流，電流效率為100％，求鍍銅5 l m所需要的時間。

銅密度為8.93g/cm³
t = ((n*96500*D)/(A))*((area*d)/(I*CE))

=((2*96500*8.93)/(63.54))*((1000*5*10^-4)/(15*100%))
=900(秒)=15(分)
? 所需電鍍時間為15分鐘

例4　鍍件總面積為1.5㎡，平均電流為1500安 培，15分鐘

鍍得平均鋅鍍層25 l m，鋅的密度為7.14g/cm³，鋅的原子量

為 65.38，求電流效率

CE=W_Act/W_Then*100%
=((1.5m²*25l m*7.14g/cm³)/(((65.38)/(2*96500))*1500*15*60))*100%
=59%

? 其電流效率為59%

例5酸性錫鍍浴做連續性鐵片鍍錫，鐵片寬0.9m，鐵片

進行速度 500m/min，電流密度5000A/㎡，上下二面欲鍍上

1. 4l m錫厚，電流效率100％，錫的密度為7.31g/cm³，原子

量為118.7，求電鍍槽需多少m 長？

槽長L=((n*96500*D)/(A))*((S*d) /(DI*CE))
=((2*96500*7.31g/cm³)/(118.7))*((500m/min*0.4l m)/(5000A/m²*100%))
=8( M )
? 所需鍍長8M.

例6使用不溶性 陽極鍍鉻，電流效率為18％，通過電量為

1000安培小時，不考慮帶出損失求需補充多少CrO2饩，以維持

鍍浴中之鉻濃 度，鉻原子量為52，氧原子量為16。

W=((A/(n*96500))*(I*t*CE)
=((52)/(6*96500))*(1000*18%)

W_CrO3=58.1*CrO₃/Cr
=58.1*100/52
=112( g )

? 需補充CrO₃ 112 g

例7 15安培電流過通硫酸銅鍍浴10分鐘，鍍件面積為

1500cm²，電流效率100％，銅的密度為 8.93g/cm³，原子

量為63.54，求鍍層平均厚度多少 m？

鍍層厚度d= ((A)/(n*96500*D))*((I*t*CE) /(area))
=((63.54)/(2*96500*893g/cm³))*((15*10*60*100%)/(1500cm²))
=0.00022(cm)
=2.2l m

? 銅鍍層平均厚度為2.2l m

(10)鍍浴組成配製

例 100加侖瓦特鎳鈹槽，作業標準組成是300g/1 NiSO₄,

30 g/1NiCl₂及40 g/ H₃BO₃.目前鍍液經分析得220 /1NiSO₄，

25g/1 NiCl₂及32g/1 H₃BO₃，求要補充多少藥品？

NiSO4=((300-220)g/1*100gal*3.785 1/gal)/454 g/lb
=66.7( lb)

NiCl2=(30-25)g/1*100gal*3.785 1/gal/454 g /lb
=4.17 (l b)
H3BO3=(40-32) g/1*100gal*3.785 1/gal/454 g/lb
=6.67( lb )

1. 電極電位

E=E0+ RT/nF ln a_M⁺ⁿ/a_M

例 1 求0.5MCu(CN)₃^-2溶液中之銅電極電位，若銅電極

活度＝１，溫度為25℃。

1. 5-X X 3X
2. 
   Cu(CN)3^-2(R) Cu⁺+3CN
   K_diss=[Cu⁺][CN^-]3/[Cu(CN)₃^-2]=5.6*10^-28
   X*(3X)3/0.5-X=5.6*10^-28
   X=5*10^-8=[Cu⁺]

aCu^+? [Cu⁺]=5*10^-8稀 溶液之化學濃度

ECu=E⁰Cu+8.3144*(273+25)/1*96500 ln 5*10^-8/1

1. 過電壓，分解電壓
2. 
   g =E_I-Eeg

E_I 為欲產生電流I所需之電壓
Eeg 為平衡電壓

Eeg= Ec- Ea
Ec 為陰極電位
Ea 為陽極電位
g =a+b log I
a , b為常數,隨不同電極而不同
E_I=E_eg+g _a+g _c+g _conc.+IR

例　攪拌良好的鎳鹽鍍浴，有緩 沖液pH＝5，電極面積

1cm²，以0.01安培/cm²進行電鍍。若g _c ＝0.445＋0.065logI

g _a＝0.375＋0.045logI，內電阻＝100Ω，則分解電壓需多少？

Eeg =Ec-Ea
=ENi-ENi=0
g _conc=0 (因攪拌良好)
I= 0.01 A/cm²*1cm²
? 分解電壓E_I=E_eg+g _a+g _c+g _conc+IR
=0+0.375+0.045log0.01+0.445+0.065log0.01+0+0.01*100

=1.6 ( V )

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