
傳說《電鍍的發明》
?
法國科學家阿倫·艾杰布里希特在一個偶然的機會里發明了電鍍技術,并一直使用到今天。
??? 有一天,法國科學家阿倫在自己的實驗室仿造巴格達電池。那是一種古老的制造方法,用一些陶瓶,鐵棒和銅管,再加上一些溶液來制作。
??? 阿倫將這些東西放在一只器皿里,然后從新鮮的葡萄里榨出汁液,倒入銅管之中。這時,他看見電壓表的指針在移動,實驗成功了。
??? 阿倫為自己的實驗成功感到無比興奮,轉身去找本子,要記錄下這個新實驗的全過程。
??? 可能是因為興奮,伸手去取記錄本時,不小心弄翻了放在對面架子上的一個小雕像,雕像掉了下來,又恰好掉進了一個盛滿金溶液的盆子里。阿倫吃了一驚,但沒有去拿雕像。因為這金溶液很貴重,必須小心處理才行。他想:先將實驗記錄整理好,再來處理這倒霉的雕像。
??? 很快,阿倫沉湎于實驗的成功之中,從實驗的過程到方法,論證,闡述的十分清楚明了。不知不覺過了幾個小時。一切做完以后,他才考慮如何處理雕像上的金粉。
??? 當他小心翼翼地找來一把刷子,輕輕地,一遍又一遍地刷時,怪事出現了,這金粉怎么也刷不掉。阿倫頓時大為驚訝。原來,他放下的兩根導線,無意之中恰好丟進了這盆金溶液里,在電解的作用下,金溶液均勻地,牢牢地依附在小雕像的表面上。阿倫以此發明了電鍍技術。
?
?
?
歷史上的電鍍技術最早發明于19世紀初期,由意大利人Luigi V.Brugnatelli在實驗室里實作成功,但過了約30年后才開始被大量使用在工業上。電鍍是一種電化學過程﹐也是一種氧化還原過程。電鍍的基本過程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極﹐金屬板作為陽極﹐接直流電源后﹐在零件上沉積出所需的鍍層。電鍍相較于鎏金的優勢,除了鍍層較鎏金更為均勻之外,手續簡單、適合大量生產也是它的特點之一。而電鍍還有一個強項,就是不像鎏金非“金”不行。
?
?
?
?
革命性的技術—PVD真空鍍膜無論是鎏金或是傳統電鍍, 都免不了會有工件受到污染、或是過程中產生有毒物質污染環境的問題發生;而上述的表面鍍層處理, 基本上也只是將鍍件“ 附著” 在被鍍件上面, 僅有美觀和防銹的作用而已。P V D是英文Physical Vapor Deposition的縮寫,中文的意思是“物理氣相沉積”,其定義是指在真空條件下,用物理的方法使材料沉積在被鍍工件上的薄膜制作技術。而再細分的話,P V D可分為三大類: 1.真空蒸著(Vacuum Evaporation)。2.濺射法(Sputtering)。3.離子鍍著(Ion Plating)。PVD真空鍍膜技術是一種能夠真正做到微米薄膜且零污染的環保型表面處理方法,它能鍍制成各式薄膜,如金屬膜(Ag、Cu、Al、等)、氮化物膜(TiN、ZrN、CrN、T iAlN)和碳化物膜(T iC、TiCN),以及氧化物膜(如TiO等)。
?
?
電鍍金鍍層耐蝕性強,導電性好,易于焊接,耐高溫,并具有一定的耐磨性(如摻有少量其他元素的硬金),有良好的抗變色能力,同時金合金鍍層有多種色調,在銀上鍍金可防止變色。并且鍍層的延展性好,易拋光,故常用作裝飾性鍍層,如鍍首飾、鐘表零件、藝術品等;也廣泛應用于精密儀器儀表、印刷板、集成電路、電子管殼、電接點等要求電參數性能長期穩定的零件電鍍。但由于金的價格昂貴,應用受到一定限制。
??純銀鍍白金首飾
電鍍金始于1838年英國人發明的氰化物鍍金,主要用于裝飾。20世紀40年代電子工業發展,金價暴漲,大都采用鍍薄金。為了進一步節約金,20世紀60年代出現了刷鍍金(即選擇性鍍金),20世紀80年代出現了脈沖鍍金和鐳射鍍金。1950年發現氰化金鉀在有機酸存在下的穩定性,進而出現了中性和弱酸性鍍金液;20世紀60年代后期無氰鍍金也得到了應用,尤其是以亞硫酸鹽鍍金應用最廣。
目前,常用的鍍金溶液可分為堿性氰化物、酸性微氰、中性微氰和非氰化物4類。鍍金液多為專利配方,添加劑由專業公司供應。
金鍍層主要鍍在鎳鍍層上,鎳鍍層(低應力鎳、半光亮鎳、光亮鎳、化學鎳)3~8.9μm,作為金和銅、鐵之間的阻擋層,主要作用是防止金與銅、鐵之間相互擴散。底鍍層的亮度和整平情況對改善薄金層亮度有明顯作用。金也可鍍在銅、黃銅等基體上,但長期使用后銅會擴散到金鍍層,失去金鍍層的作用。對鋼、銅、銀及其合金基體而言,金鍍層為陰極性鍍層。鍍層的孔隙影響其防護性能。
根據預鍍零件基體材料的不同,鍍金工藝過程也稍有差異。在銅和銅合金上需要鍍上→層光亮鎳→閃鍍金→鍍金;在鐵及鐵合金基體上需要鍍氰化銅→光亮鍍鎳→閃鍍金→鍍金或鍍暗鎳→光亮鍍鎳→閃鍍金→鍍金;在不銹鋼上鍍金需要進行活化處理,迅速水洗后再閃鍍金;對于鎳或高鎳合金上鍍金需要用閃鍍鎳后迅速水洗再閃鍍金。閃鍍金的目的是使鍍金與基體的結合良好,常采用酸性溶液,用蒸餾水清洗后再鍍金。閃鍍金對厚度超過5μm的鍍金層尤為重要。
化學鍍金與電鍍金的區別
化學鍍金的優點是要鍍的部分不需要電器連接,鍍層均勻,更適合于表面貼裝。缺點是溶液較難維護,打底用的化學鎳要定期洗槽,以洗去槽表面沉上的鎳,這樣造成生產的不連續。運行成本也較高。化學鍍金層的硬度和耐磨性比電鍍硬金差,能達到的厚度有限,不適合某些表面貼裝的焊接方法。為了彌補這一缺點,也有用化學鍍鎳鈀金來代替化學鎳金,以適合表面貼裝的各種焊接方法。
電鍍金的優缺點正相反。電鍍金(硬金)的硬度和耐磨性比化學鍍金好,溶液容易維護,不需要洗槽,能適合表面貼裝的各種焊接方法。其缺點主要是,厚度不均勻,要鍍的部分需要電氣連接。
化學金和電鍍金各有用途,主要取決于為哪些客戶服務。