鍍鎳層內應力產生原因
電鍍時，鍍層金屬或其他不溶性材料做陽極，待鍍的工件做陰極，鍍層金屬的陽離子在待鍍工件表面被還原形成鍍層。為排除其它陽離子的干擾，且使鍍層均勻、牢固，需用含鍍層金屬陽離子的流質做電鍍液，以保持鍍層金屬陽離子的濃度不變。電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質或尺寸。電鍍能增強金屬的抗腐蝕性(鍍層金屬多采用耐腐蝕的金屬)、增加硬度、防止磨耗、提高導電性、光滑性、耐熱性和表面美觀。
電鍍層內應力是在金屬離子形成金屬的過程中產生的。為了避免或控制內應力對鍍層產生的非優影響,人們很早就開始對內應力的形成原因進行了研究。然而,由于這一問題的復雜性,至今仍無完善統一的理論解釋。歸納起來,關于鍍鎳層內應力產生的原因主要有以下幾種理論解釋-銅件鋁件鍍化學鎳企業來為大家詳細講述——
Ⅰ.滲氫理論
在金屬電沉積過程中若有氫析出,它將以氫原子或氫化物的形式存在于鍍層中,氫在鎳中具有很好的擴散性,能迅速逸出形成氫分子。氫的逸出導致鍍層收縮形成拉應力。這一理論可以較好地解釋陰極大量析氫時,鍍鎳層往往具有較大的拉應力。
Ⅱ.晶體聚結理論
電沉積時產生的晶核在成長過程中為了降低表面能而彼此聚結在一起,因而產生拉應力。而在晶核聚結之前,由于受到基體施加的力而被壓縮,同時晶核生長時的表面張力也有收縮作用,故鍍層出現壓應力。這種理論可以說明基體材料的表面取向對鍍鎳層內應力的影響。
Ⅲ夾雜理論
電沉積時要獲得沒有雜質的純鍍層是非常困難的,雜質與鍍層金屬一起沉積或夾雜在晶界上,這使得雜質周圍的金屬晶格發生扭曲,從而產生內應力。這一理論可以比較好地解釋鍍液中的添加劑對內應力的影響。
Ⅳ.能量過剩理論
金屬鎳具有較高的活化過電位,當鎳沉積在基體表面時,將以熱的形式釋放出大量的能量。鍍層原子受熱會使晶體膨脹,當它回到正常的“冷原子”時就會產生內應力。這一理論的證據是鋁鍍鎳電沉積時,過電位越大,拉應力也就越大。但這種理論無法解釋壓應力。
Ⅴ位錯理論
位錯是晶格中原子平面相對滑動所產生的線缺陷。由于位錯的邊是沿著空位而取向的,于是就產生了拉應力。有機添加劑若能吸附在空位處,就會影響位錯的生成,從而使內應力下降。實際上,位錯理論是上述各種學說的基礎。 產生鍍層內應力的幾種理論實際上彼此之間是互相聯系、互為補充的。例如:位錯是沉積層中的高能量區,所以能量過剩理論可以看成是位錯理論和聚結理論的推論。有時,可用一種理論解釋產生內應力的原因;但在大多數情況下,只用一種理論解釋是不夠完善的。
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