环保型三价铬硫酸盐溶液体系快速镀铬与镀厚铬--《华南理工大学》2010年硕士论文
环保型三价铬硫酸盐溶液体系快速镀铬与镀厚铬
【摘要】：
铬镀层具有光亮、坚硬、耐磨和耐腐蚀等良好性能，在工业中应用极为广泛。传统镀铬工艺采用的六价铬镀液，对生态环境和人体健康都有严重的危害，目前在电镀工业中受到越来越严格的使用限制。三价铬镀液的毒性低，是最有希望替代六价铬镀液镀铬的工艺。
目前研究三价铬镀液镀铬主要有硫酸盐、氯化物和硫酸盐-氯化物三种溶液体系，其中以硫酸盐溶液体系镀铬工艺最为环保。本文主要研究三价铬硫酸盐溶液体系快速镀铬与镀厚铬。通过正交实验和单因素实验研究三价铬硫酸盐溶液体系的最优镀液组成和适宜于快速镀铬与镀厚铬的工艺条件。研究结果表明，三价铬硫酸盐溶液体系的最优镀液组成为：0.5 mol/L Cr~(3+)，0.7mol/L HCOOH，60~80g/L H_3BO_3，144g/L Na_2SO_4，50g/LK_2SO_4，1.0ml/L润湿剂，pH＝2.50。采用上述镀液组成，在最佳电流密度为10A/dm~2和镀液温度为30～40℃的工艺条件下进行快速镀铬，可以得到表面连续致密和均匀光亮的铬镀层，电流效率可达25.0％以上。这种新工艺在铜基体上电镀10s就可得到平均厚度为0.40μm以上的铬镀层，平均镀速可达到2.50μm/min；但在低碳钢基体上铬镀层的平均厚度只有0.10μm，平均镀速只有0.70μm/min。这种新工艺进行长时间连续快速镀铬时，镀液消耗严重、pH值快速下降，需经常维护。
采用上述镀液组成在电流密度为8-11A/dm~2和镀液温度为30～40℃的工艺条件下可电镀得到性能良好的厚铬镀层。对于平面镀件，在镀液循环流动条件下可获得厚度大于30μm、白亮致密的铬镀层，平均镀速可达到25μm/hr。对于圆柱形镀件，在镀件转动条件(工件转速为20r/min)下可获得厚度大于50μm白亮致密的铬镀层，平均镀速大于20μm/hr。电镀过程中采用阴极保护，在减震器上可获得厚度大于50μm、均匀的白亮铬镀层，平均镀速大于30μm/hr。三价铬硫酸盐溶液体系镀厚铬时，铬镀层的厚度与镀速都随电流密度增大而增加；随温度升高而降低。
厚铬镀层的性能测试结果表明：三价铬硫酸盐溶液体系电镀得到铬镀层的平均摩擦系数与六价铬溶液体系电镀得到的铬镀层非常接近；相同条件下的磨损量却远比六价铬溶液体系电镀得到的铬镀层少，其耐磨性能更好。三价铬硫酸盐溶液体系电镀得到铬镀层的显微形貌为结瘤状，硬度随热处理温度升高而增大，原镀态铬镀层的硬度为730HV，在温度为500℃条件下热处理1hr，硬度增加至1090HV。
XRD测试和DSC试验对铬镀层进行表征的结果表明：三价铬硫酸盐溶液体系电镀得到的铬镀层（原镀态）在常温为非晶态，在温度为293℃由非晶态转变成晶态。铬镀层（原镀态）经过温度高于293℃的热处理后属于典型的Cr晶型，晶粒大小为纳米级。在高电流密度下电镀得到的烧焦铬镀层也为非晶态，其差别主要是烧焦铬镀层中碳含量较高和含有H、O等其他杂质元素，镀层质量差。
【关键词】：
【学位授予单位】：华南理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：TQ153.11【目录】：
Abstract8-13
第一章 绪论13-28
1.1 电镀铬概述13
1.2 传统六价铬溶液镀铬工艺的特点13-15
1.3 三价铬溶液镀铬工艺研究与应用现状15-24
1.3.1 三价铬溶液镀铬的研究概况15-20
1.3.2 三价铬溶液镀铬的工艺特点20-21
1.3.3 三价铬溶液镀铬目前存在的问题21-22
1.3.4 三价铬溶液镀铬的研究方向22-24
1.4 现有三价铬溶液镀铬的溶液体系比较24-25
1.5 本论文研究的意义和内容25-28
1.5.1 本课题的研究意义25-26
1.5.2 本课题的研究内容26
1.5.3 课题的来源26-28
第二章 三价铬硫酸盐溶液体系镀铬的镀液组成研究28-44
2.1 引言28
2.2 实验研究28-30
2.2.1 实验试剂28
2.2.2 实验仪器28-29
2.2.3 镀铬工艺流程29
2.2.4 镀层外观评定29
2.2.5 镀层厚度的测定29-30
2.3 镀液基本组分及其浓度的初步确定30-43
2.3.1 镀液的基本组分30
2.3.2 镀液组分浓度的优化30-33
2.3.3 单因素实验33-43
2.4 本章小结43-44
第三章 三价铬硫酸盐溶液体系快速镀铬的研究44-52
3.1 引言44
3.2 工艺实验研究方法44-45
3.2.1 实验试剂44
3.2.2 实验仪器44
3.2.3 铬镀层的形貌44
3.2.4 镀液的电流效率44-45
3.3 结果与讨论45-51
3.3.1 镀液组成及工艺参数45
3.3.2 影响铬镀层厚度的各因素45-47
3.3.3 影响镀速的各因素47-48
3.3.4 快速镀铬的电流效率48-49
3.3.5 铬镀层的表面形貌49-50
3.3.6 连续快速镀铬对镀液组成的影响50-51
3.4 本章小结51-52
第四章 三价铬硫酸盐溶液体系镀厚铬的研究52-64
4.1 引言52
4.2 实验部分52
4.2.1 实验试剂52
4.2.2 实验仪器52
4.3 镀液循环流动方式镀铬（平面镀件）52-56
4.3.1 实验装置52-53
4.3.2 镀液组成与实验条件53
4.3.3 实验结果与讨论53-56
4.4 圆柱形镀件转动式镀铬56-60
4.4.1 实验装置56-57
4.4.2 镀液配方与实验条件57
4.4.3 实验结果与讨论57-60
4.5 阴极保护法电镀硬铬镀层（减震器）60-63
4.5.1 实验装置60-61
4.5.2 镀液配方与实验条件61
4.5.3 实验结果与讨论61-63
4.6 本章小结63-64
第五章 三价铬厚铬镀层结构与性能测试64-71
5.1 实验仪器64
5.2 铬镀层性能测试方法64-65
5.2.1 铬镀层硬度与微观形貌64
5.2.2 铬镀层的耐磨性能64-65
5.2.3 差热分析（D SC ）实验65
5.2.4 镀层晶体结构65
5.3 试验结果与讨论65-69
5.3.1 铬镀层硬度与微观形貌65-66
5.3.2 镀层的耐磨性能66-67
5.3.3 差热分析（D SC ）实验67-68
5.3.4 镀层晶体结构68-69
5.4 本章小结69-71
结论与展望71-73
参考文献73-77
攻读硕士学位期间取得的研究成果77-78
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京公网安备75号铁 与什么的反应中 Fe元素的化合价先+3价,什么时候显+2价?还有的就是：含铁元素的盐或其他化合物中与其他的盐溶液或酸反应生成物中 什么时候读亚铁、什么时候读铁?也就是说含铁的化合物与某化合物反应什么时候生成含亚铁离子的化合物,什么时候生成含铁元素的化合物?请将化学方程式写下来!
单质铁与酸反应时显+2价,Fe+2HCl==FeCl2+H2↑铁显+3价时反应后的铁的化合物皆显+3价,Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O铁显+2时读亚铁,铁显+3价时读铁这还是初中化学么- =···铁与硫、硫酸铜溶液、盐酸、稀硫酸等反应时失去两个电子,成为+2价.与Cl2、Br2、硝酸及热浓硫酸反应,则被氧化成Fe3+.铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe3O4,可以看成是FeO·Fe2O3,其中有1／3的Fe为+2价,另2/3为+3价.铁的+3价化合物较为稳定.
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第一个不懂看他显什么化合价，就是说+3价是铁而+2是亚铁置换反应只生成亚铁，其他时候和反应前的化合价一致
扫描下载二维码维生素C（C6H8O6）主要存在于蔬菜、水果中．近年来科学家发现，维生素C除具有人们所熟知的功效外，还具有防癌作用．但是蔬菜经过高温烹调，VC将被破坏殆尽，所以一些绿色蔬菜经过油锅快炒即可．（1）以上材料说明维生素C热稳定性差（填“好”或“差”）；（2）维生素C常被添加入果汁饮料中作为营养增强剂，在饮料中VC还是比较稳定的．用pH试纸检验VC水溶液得到结果pH＜7，所以在凉拌黄瓜时候可以加入食醋[从“食醋”和“面碱”（化学式Na2CO3）中选择]作为调料能保持黄瓜营养．（3）VC能真正被人体吸收利用的很少，大部分VC在代谢中产生草酸（H2C2O4），会与体内的钙盐（CaR，R表示酸根）发生复分解反应，生成不能吸收的沉积物草酸钙，从而诱发“结石”症，请写出解释该原理的化学方程式H2C2O4+CaR═CaC2O4↓+H2R．（4）报纸上经常报道亚硝酸盐误作食盐中毒事故，由于缺乏相关知识造成愚昧的举动实在令人痛心．亚硝酸盐不仅能致癌，而且中毒机理可以理解为它的氧化性将血红蛋白中的Fe（+2价）元素氧化成+3价．所以我们可以利用VC的还原性进行解毒，结果Fe的价态为+2．
解：（1）蔬菜经过高温烹调，VC将被破坏殆尽，说明它的热稳定性差；（2）维生素C在酸性条件下不易被破坏，所以在凉拌黄瓜时候可以加入酸性调料可保持维生素C不被破坏，如加食醋；（3）草酸（H2C2O4），会与体内的钙盐（CaR，R表示酸根）发生复分解反应，生成不能吸收的沉积物草酸钙，根据复分解反应的特点，还应生成某酸H2R，所以方程式为：H2C2O4+CaR═CaC2O4↓+H2R；（4）亚硝酸盐中毒机理可以理解为它的氧化性将血红蛋白中的Fe（+2价）元素氧化成+3价．利用VC的还原性进行解毒，是把它由+3价又还原为+2价，所以结果Fe的价态为+2价．故答案为：（1）差；（2）食醋；（3）H2C2O4+CaR═CaC2O4↓+H2R；（4）+2价．（1）根据信息中蔬菜经过高温烹调，VC将被破坏殆尽去分析回答；（2）根据维生素C在酸性条件下不易被破坏的性质回答；（3）根据复分解反应“两交换，价不变”的特点及草酸（H2C2O4），会与体内的钙盐（CaR，R表示酸根）发生复分解反应，生成不能吸收的沉积物草酸钙的信息回答；（4）根据亚硝酸盐因有氧化性中毒的原理和维生素C利用还原性解毒原理回答．下列各种试剂中：①浓溴水②食盐溶液③浓H2SO4④Na2SO3溶液⑤石灰水⑥氢硫酸⑦NaClO溶液，长期放置在空气中不容_答案_百度高考
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