材料表面工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書范本

1、材料表面工程實(shí)驗(yàn)寸指書實(shí)驗(yàn)低碳鋼電鍍鎳處理及鍍鎳層的質(zhì)量檢查實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)：普通實(shí)驗(yàn)所屬課程名稱：材料表面工程實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）經(jīng)過本實(shí)驗(yàn)掌握常見電鍍方法；（2）經(jīng)過本實(shí)驗(yàn)還要了解鍍液中含鐵雜質(zhì)對(duì)鍍層質(zhì)量的影響;（3）掌握檢驗(yàn)鐐鍍層的常規(guī)方法一一外觀法和測(cè)孔隙率法。二、實(shí)驗(yàn)原理： （1）鍍鐐廣泛用于機(jī)械零件，各種儀表與日用品等外部防護(hù)及裝飾性鍍 層。鍍鐐層在空氣中安定，磨光后可保持光澤外觀。鐐的硬度高。故鐐鍍 層常見于需要硬度和耐磨性的場(chǎng)合，也用于塑料成形模具等的電鍍。鍍鐐 電解液的類型有多種，我們是采用：240g/L NiSO47H2O； 30g/L H3BO3和 22g

2、/L NaCl組成的簡(jiǎn)單溶液，以工件作為陰極，以純鐐板作陽極進(jìn)行電鍍 的，電鍍的陰極反應(yīng)為：Ni2+ + 2e- =Ni因?yàn)殄冪傠娊庖簩儆谌跛嵝匀芤海≒H6），因些，還存在氫離子還原 為氫氣的負(fù)反應(yīng)。2H+ 2e- =H2電鍍采用可溶性的鐐陽極，它的陽極反應(yīng)為金屬鐐的電化學(xué)溶解即：Ni -2e- = Ni2+由于金屬鎳有強(qiáng)烈的鈍化傾向，因此伴隨著如下負(fù)反應(yīng)發(fā)生2H2O -4e- = 4H+ O2因此我們?cè)谌芤褐屑尤隢aCl作為陽極活化劑。鎳陽極純化的好壞， 還與陽極材料有關(guān)。一般鑄造陽極溶解較好，但溶解不均勻，產(chǎn)生的泥渣 較多。軋制陽極溶解比較均勻，可是需在9301200C下退火處理來改進(jìn) 其

3、溶解性能，鎳陽極最好用陽極袋裝住較好。(2)另外，在電鍍時(shí)對(duì)鍍層組織有影響的因素很多，如：電鍍液的本性 和成分，電鍍液中個(gè)別組分的濃度，電極電流密度、溫度、攪拌因素等。 另外，在許多情況下當(dāng)鍍液中含有其它金屬鹽雜質(zhì)時(shí)對(duì)鍍層的質(zhì)量有顯著 的影響。例如電解液PH值與鍍液溫度之間不相適應(yīng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致在陰極上 生成粗糙、有皺紋或易脫落的鎳沉積物。由于其它原因，例如電解液中含 有鉛、銅、鋅、鐵與有機(jī)化合物等雜質(zhì)，在陰極上也會(huì)生成不能令人滿意 的鎳鍍層。鉛、銅與鋅等雜質(zhì)會(huì)改變鎳鍍層的外觀，使顏色發(fā)暗，并有條 紋。在鍍液中含有有機(jī)雜質(zhì)就會(huì)在陰極個(gè)別部分產(chǎn)生強(qiáng)烈閃光，鍍層變脆 而且易于脫落。在溶液中含鐵雜質(zhì)是鍍

4、鎳層產(chǎn)生龜裂或變脆的原因。鐵與 鎳兩者的電位相當(dāng)接近，在陰極上兩種金屬的離子同時(shí)放電，再生成可變 的合金。鐵在電沉積物各層中的含量是不同的，這就會(huì)使鎳鍍層產(chǎn)生應(yīng)力 及龜裂。本實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是確定在鍍鎳用電解液中含鐵雜質(zhì)對(duì)鍍層質(zhì)量的影 響。鍍層質(zhì)量的檢測(cè)主要有：1)外觀檢查法：將實(shí)驗(yàn)所做的樣品放在顯微鏡下或放大鏡下進(jìn)行放大評(píng)定其質(zhì)量。鍍 層的質(zhì)量大致可分為以下五個(gè)級(jí)別：1、鍍鎳層外觀呈乳白色無裂縫；2、 暗色的鍍層；3、表面?zhèn)€別部分燒焦；4、將陰極彎曲時(shí)鍍層脫落；5、鍍 層發(fā)亮，有光澤，將陰極彎曲90度時(shí)鍍層不產(chǎn)生龜裂等。2）孔隙率的測(cè)定：從鍍層表面直至基體金屬的大小孔道均稱為孔隙。它的多少直接影響

5、 鍍層防護(hù)能力（主要針對(duì)陰極性鍍層）。作為其它特殊性能要求的鍍層， 孔隙率測(cè)量也很重要?？紫堵实拇笮∈呛饬繖z測(cè)鍍層質(zhì)量的重要指標(biāo)。測(cè) 量鍍層孔隙率的方法有涂膏法、貼濾紙法、浸漬法等。本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鍍層孔 隙率的測(cè)試要求選擇貼濾紙法進(jìn)行孔隙率測(cè)定。試劑成分：鐵氧化鉀 10g/L氯化納 20g/L蒸餾水 余量檢驗(yàn)程序：受檢試樣表面要用有機(jī)試劑或氧化鎂膏仔細(xì)除油污，用蒸餾水沖洗干 凈，然后用濾紙吸干或放在清潔的空氣中晾干。將浸透上述試劑檢驗(yàn)液的濾紙貼在受檢試樣品表面上，濾紙底下不 得殘留空氣氣泡，待濾紙貼至510分鐘后，揭下濾紙用蒸餾水沖洗，置 于潔凈的玻璃板上晾干；為了顯示直到鎳層的孔隙，可將帶有孔隙

6、的斑點(diǎn)的濾紙，放在清潔 的玻璃板上。孔隙率的計(jì)算：在帶有孔隙的斑點(diǎn)的濾紙下放一張白色濾紙，在白天或燈光下，直接 用肉眼觀察鍍鎳層的孔隙率有色斑點(diǎn)。定量測(cè)量方法是：將一平方厘米大 小的透明無色玻璃（或有機(jī)玻璃），放在印有孔隙痕跡的檢驗(yàn)濾紙上，分 別計(jì)算在一平方厘米方格內(nèi)的各種顏色的斑點(diǎn)數(shù)目，再將所得點(diǎn)數(shù)相加。 或者用直尺量出檢驗(yàn)濾紙與鍍層表面接觸的面積數(shù)出該面積內(nèi)有色斑點(diǎn)的 數(shù)目再除濾紙與鍍層表面接觸的面積一一得出一平方厘米內(nèi)的孔隙的平均 數(shù)目即為該鍍層的孔隙率?？紫堵?測(cè)出的總點(diǎn)數(shù)/測(cè)點(diǎn)所劃出的面積=n/s （個(gè)/厘米2）三、儀器及藥品：每組同學(xué)需要下例儀器及藥品：1、低碳鋼陰極40X25 （2塊）；2、玻璃槽（或燒杯500ml）； 3、 鎳陽極（1件）；4、閘刀開關(guān)；5、滑線電組。6、直流電源；7、毫伏 表；8、直流電壓表；9、恒溫水浴槽；10、直尺；11、濾紙；12、面板夾 具等；13鍍鎳溶液；14、絕緣導(dǎo)線若干等。四、實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果：實(shí)驗(yàn)用裝置按圖1線路接好，將2塊已劃出面積的低碳鋼陰極編好 號(hào)，然后用砂紙擦去金屬表面的銹等臟物。再放入1：