应用电化学测试实验优秀PPT.ppt

《应用电化学测试实验优秀PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《应用电化学测试实验优秀PPT.ppt（49页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、应用电化学测试试验（48学时）应用电化学测试试验指导书2010.9应用电化学测试试验电化学测试部分试验三试验三 镀锌溶液极化曲线的测定镀锌溶液极化曲线的测定一、试验目的 1.驾驭测定阴极极化曲线的测量方法和意义；2.镀锌添加剂的用量对阴极极化曲线的影响；3.锌镀层质量对极化曲线的影响。二、试验原理 1、电镀添加剂在电镀过程中的重要作用：吸附在阴极表面上，对电极过程可起到加速或抑制的作用，在阴极极化曲线上就表现为减小或增大极化，影响镀层的结晶状态。添加剂还可以增加镀层的延展性。添加剂在镀层中的夹杂，可能增加镀层的脆性。2、镀层的外观评价 镀层结晶应匀整、细致、平滑，不允许有针孔、麻点、起皮、起泡

2、、毛刺、斑点、起瘤、剥离、阴阳面、烧焦、树枝状和海绵状镀层。允许镀层表面有稍微水印。三、试验内容 1基本溶液 基础镀液组成：ZnCl2 70g/L，KCl 200 g/L，H3BO3 40g/L记为1号液；基础镀液+添加剂NDZ-1，5mL/L，记为2号液；基础镀液+添加剂NDZ-1，10mL/L，记为3号液；基础镀液+添加剂NDZ-1，15mL/L，记为4号液；基础镀液+添加剂NDZ-1，20mL/L，记为5号液；2.极化曲线的测定 电化学测试接受三电极体系。探讨电极接受直径为10mm的圆电极，协助电极接受3mm 3mm的Pt片，参比电极接受饱和甘汞电极。3.锌镀层质量对极化曲线的影响 比较

3、典型镀锌液与镀层外观出现雾状，表面烧焦等现象的阴极极化曲线。分析不同区域受何种极化限制。电化学极化还是浓差极化大电流电镀 四、试验结果与探讨 1.添加剂用量对极化曲线的影响：不同用量下的极化曲线，分析添加剂的加入对镀层外观、性能的影响。将5条曲线叠加对比分析 2.锌镀层质量与极化曲线的关系：主要视察表面外观状态对镀层质量的影响，可通过极化曲线形式来体现试验四试验四 循环伏安曲线的测定循环伏安曲线的测定一、试验目的 1.驾驭电化学工作站测定循环伏安的运用方法；2.了解循环伏安法的基本原理及其在电化学探讨中的应用，学会分析循环伏安曲线图；3.了解扫描速率和浓度对循环伏安图的影响。二、试验原理 循环

4、伏安法就是使恒电位仪处在限制电位状态下选择某一初始电位，然后使电极电位按指定的方向和速度随时间线性变更，达到某一指定电位后又自动地以同样的速度逆回到初始电位，同时记录极化电流和极化电位的关系，若这种只进一次，称单循环伏安法。若这种过程重复多次，直至相对稳定后才记录伏安曲线称为重复循环伏安法。本试验主要是对已制备的纳米管TiO2电极和纳米管TiO2-Pt修饰电极在0.5mol/L的H2SO4溶液中的循环伏安曲线进行考察。四、试验内容 1.电极的预处理：2.输入参数：3.接受铂电极为工作电极和对电极，甘汞（SCE）电极为参比电极，探讨铂电极的析氢析氧反应的循环伏安曲线。4.纳米管TiO2电极的循环

5、伏安曲线测定：5.纳米管TiO2-Pt修饰电极的循环伏安曲线的测定：五、试验数据和分析 1.铂电极为工作电极下的循环伏安行为。2.纳米管TiO2电极在H2SO4溶液中的电化学循环伏安行为。3.纳米管TiO2-Pt修饰电极在H2SO4溶液中的电化学循环伏安行为。试验五试验五 沟通阻抗法评定沟通阻抗法评定 铝阳极氧化膜耐蚀性铝阳极氧化膜耐蚀性一、试验目的 1.了解铝和铝合金阳极氧化膜的性质和用途；2.驾驭用沟通阻抗法评定耐蚀性的原理和方法；3.驾驭电化学工作站测的运用和结果分析。二、试验原理 1、铝氧化膜的结构和性质 铝的氧化膜是 由“阻挡层”和 “多孔层”组成的。封闭机理2、固定频率下的沟通阻抗

6、法 通过测量样品的沟通阻抗或导纳(阻抗的倒数)去评定封闭质量的，通常称为阻抗/导纳法。铝氧化膜的等效电路 四、试验内容 1.试样制备 硫酸溶液阳极氧化：氧化膜制备工艺流程：封闭处理：2.电化学沟通阻抗测试 以饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，铂电极(Pt)为协助电极，工作电极暴露面积约1cm2。经过沸水封闭后的铝阳极氧化膜在0.1 mol/L NaCl溶液、1 mol/L NaCl溶液0.01 mol/L NaCl溶液中沟通阻抗测试。测定自腐蚀电位条件下氧化膜试样在去离子水中浸泡30min后在3.5%NaCl溶液中的沟通阻抗谱和极化曲线。试验七试验七 聚苯胺的制备、表征和性质聚苯胺的制备、表征

7、和性质（设计性试验）（设计性试验）一、试验目的 1.了解导电高分子的基本概念，了解聚苯胺的结构特征、导电机理。2.了解聚苯胺的制备方法，并选用电化学方法制备导电聚苯胺。3.了解聚苯胺在传感器、二次电池、光电子器件等领域的应用。二、试验原理 电化学法是一种简洁而有效的方法。制备时常接受三电极系统，即工作电极(W)、对电极(C)与参比电极（R）。工作电极一般用贵金属或碳类材料制作，铂和甘汞电极可分别作为对电极和参比电极。制备时可接受不同波型的电压或电流作为激励信号，可接受循环伏安法、恒电位法和恒电流法。三、试验要求 1.通过查阅相关文献资料，了解导电高分子的基本概念和种类，驾驭聚苯胺的结构特征、导

8、电机理、合成方法及其应用；2.设计一种电化学制备聚苯胺的方案，应具体列出制备工艺步骤和表征手段；3.试验设计：聚苯胺在不同pH值溶液中的循环伏安特性；聚苯胺在酸性溶液中的电致变色现象；4.试验方案经指导老师批阅后，可依据试验方案进行试验，并对试验结果进行分析和探讨。应用电化学测试试验 电镀工艺及性能测定试验八 镀前处理与镀层结合力试验 一、试验目的和要求：一、试验目的和要求：1.了解镀前处理在电镀工艺过程中的作了解镀前处理在电镀工艺过程中的作 用；用；2.驾驭不同电镀工艺对镀层结合力的影响；驾驭不同电镀工艺对镀层结合力的影响；3.确定最佳结合力的工艺。确定最佳结合力的工艺。二、试验原理二、试验

9、原理 1.电镀工艺电镀工艺 暗镍暗镍 水洗水洗 光亮镀铜光亮镀铜 水洗水洗 光亮镀镍光亮镀镍 水洗水洗 吹干吹干 暗暗 镍：镍：0.51A/dm2,25min 光亮镀铜：光亮镀铜：2A/dm2,1015min 光亮镀镍光亮镀镍:2A/dm2,1015min,55 2.接受弯曲法测定结合力接受弯曲法测定结合力三、试验内容三、试验内容 1.除油除油 除锈除锈 亮铜亮铜 亮镍亮镍 2.除油除油 除锈除锈 暗镍暗镍 亮铜亮铜 亮镍亮镍 3.除油除油 除锈除锈 空停（空停（10min）亮铜亮铜 亮镍亮镍 4.除油除油 暗镍暗镍 亮铜亮铜 亮镍亮镍 5.不做前处理不做前处理 暗镍暗镍 亮铜亮铜 亮镍亮镍四

10、、试验结果分析四、试验结果分析 将不同工艺流程下获得的试片表面及结合将不同工艺流程下获得的试片表面及结合力状况作比较，分析缘由，确定最佳工艺。力状况作比较，分析缘由，确定最佳工艺。为什么？试验九 酸性光亮镀锌溶液的配制及其阴极电流效率的测定一、试验目的和要求：一、试验目的和要求：1.驾驭电镀溶液的配制方法；驾驭电镀溶液的配制方法；2.驾驭酸性光亮镀锌工艺及操作规范；驾驭酸性光亮镀锌工艺及操作规范；3.学会镀液电流效率、覆盖实力的测定方法。学会镀液电流效率、覆盖实力的测定方法。二、试验原理 1.铜库仑计测定待测溶液的电流效率 将待测电镀溶液的镀槽与一库仑计串联进行电镀后，先精确称量由于电极反应在

11、阴极上实际析出物质的质量，依据法拉弟定律，利用重量库仑计计算出通过电极的电量后，再计算出镀槽中待测溶液的阴极电流效率。本方法运用的重量库仑计为铜库仑计。2.覆盖实力的测定 覆盖实力是指镀液在特定的电镀条件下，在阴极表面凹处或深孔处沉积金属的实力。其测定原理是依据电镀电流分布原理，人为地制造出具有深凹和外形遮闭部位或内孔的阴极，并实行适当的悬挂方式在待测镀液中进行电镀。由测量的镀层覆盖的面积或镀入深度，来评定镀液的覆盖实力。常用方法有直角阴极法、内孔法、平行阴极法。内孔法是接受有内孔的圆管做镀件，用确定的方法进行电镀，镀完后视察圆管内壁镀层的长度来评定镀液覆盖实力的优劣。三、试验内容 1.酸性氯

12、化钾光亮镀锌液的配制：按配方的含量范围称取ZnCl2、KC1 并加水溶解（体积限制在300400mL）另取一烧杯，称取H3BO3，加200 mL水并加热溶解 将完全溶解的H3BO3溶液倒入ZnCl2、KC1混合液中搅拌匀整 加12克活性炭颗粒进行加热搅拌，时间30min 过滤 （预留250mL空白液，做试验十四故障分析试验）加入15mL NDZ-1添加剂，加水至1000mL备用。接受工业级原料，称量质量偏上限；施镀（1A/dm2、10min），获得整片全光亮镀层为合格 2.用铜库仑计法测定镀锌溶液的阴极电流效率：配制400 mL镀锌溶液和400 mL铜库仑计溶液；按试验装置图（图4.1）接线；

13、将用分析天平(0.1mg感量)称取铜阴极和锌阴极质量；按阴极面积计算试验电流，电流密度为2 A/dm2，电镀时间20min；称取铜阴极和锌阴极的增重。3.测定覆盖实力：将配好的镀锌溶液倒入方槽中（约600700 mL）；将10cm长的紫铜管吊挂于导电棒上（两管口正对阳极）；接好电解槽，电流设置为1安培，时间10min。时间太短，沉积量少，误差大四、试验结果与探讨 1.施镀结果分析 2.计算阴极电流效率 3.评价镀锌液的覆盖实力 用表格形式记录测定镀锌溶液的阴极电流效率和镀锌溶液的覆盖实力，并且留意必需注明试验条件。试验十 化学镀镍及镀层性能测定一、试验目的和要求：一、试验目的和要求：1.了解化

14、学镀镍的简洁原理和工艺条件；了解化学镀镍的简洁原理和工艺条件；2.比较化学镀和电镀的优缺点；比较化学镀和电镀的优缺点；3.驾驭化学镀镍（酸性或碱性）工艺。驾驭化学镀镍（酸性或碱性）工艺。二、试验原理二、试验原理 1.化学镀的定义化学镀的定义 2.化学镀与电镀的区分化学镀与电镀的区分 3.化学镀的化学镀的P%和特点和特点 酸性：稳定易限制、沉积速度快、酸性：稳定易限制、沉积速度快、P%高高 碱性：操作温度低、碱性：操作温度低、pH范围宽、范围宽、P%低低 4.化学镀的应用化学镀的应用三、试验内容三、试验内容 1.选择化学镀镍的试验配方及工艺参数；选择化学镀镍的试验配方及工艺参数；2.配制配制30

15、0mL酸性化学镀镍液；酸性化学镀镍液；3.测定酸性化学镀镍液的沉积速率；测定酸性化学镀镍液的沉积速率；重量法重量法 4.镀层孔隙率测定。镀层孔隙率测定。潮湿滤纸贴置法潮湿滤纸贴置法 四、试验结果与探讨四、试验结果与探讨 1.对酸性化学镀镍层进行评价；对酸性化学镀镍层进行评价；外观、光亮度、厚度外观、光亮度、厚度 2.计算沉积速率计算沉积速率 3.计算孔隙率计算孔隙率 试验十一 铝合金表面阳极氧化一、试验目的和要求：一、试验目的和要求：1.了解铝合金阳极氧化原理及氧化膜的形成了解铝合金阳极氧化原理及氧化膜的形成过程；过程；2.驾驭硫酸阳极氧化工艺及流程；驾驭硫酸阳极氧化工艺及流程；3.驾驭阳极氧

16、化的化学着色驾驭阳极氧化的化学着色(封闭封闭)的工艺过的工艺过程。程。二、试验原理二、试验原理 铝的阳极氧化的原理，实质上就是水的电铝的阳极氧化的原理，实质上就是水的电解。解。阳极：阳极：2 Al +6 OH =Al2O3 +3 H2O +6 e(主要主要)2 OH=2 H2O +O2 +4 e(次要次要)阴极：阴极：2 H+2e =H2 化学着色 封闭处理 三、试验内容三、试验内容 1.取试样进行氧化前预处理取试样进行氧化前预处理 2.阳极氧化：电压阳极氧化：电压15 V，通电，通电2030 min 电解液为电解液为20%硫酸溶液硫酸溶液 3.化学着色化学着色 4.封闭处理封闭处理：热水封闭

17、：热水封闭，2030 min 5.氧化膜质量检查氧化膜质量检查 配套试验五进行配套试验五进行 试验十四 镀液的故障分析 一、试验目的和要求：一、试验目的和要求：1.通过试验了解霍尔槽、哈林槽在电镀工通过试验了解霍尔槽、哈林槽在电镀工艺性能艺性能 试验方面的应用；试验方面的应用；2.学会分析镀液故障的一般步骤；学会分析镀液故障的一般步骤；3.驾驭霍尔槽、哈林槽等分析镀液故障的驾驭霍尔槽、哈林槽等分析镀液故障的方法及技能；方法及技能；4.分析镀锌溶液的故障。分析镀锌溶液的故障。二、试验提示二、试验提示 霍尔槽是一个小型梯形电镀槽。槽体材料霍尔槽是一个小型梯形电镀槽。槽体材料一般选用耐酸、碱的绝缘材

18、料制作。霍尔槽的一般选用耐酸、碱的绝缘材料制作。霍尔槽的主要特征是阴、阳极之间不平行，保持确定的主要特征是阴、阳极之间不平行，保持确定的角度。据盛装溶液的容积可分为角度。据盛装溶液的容积可分为250mL、500mL、1000mL三种霍尔槽，最常用的是三种霍尔槽，最常用的是250mL。改良型霍尔槽，其形态尺寸与一般霍尔槽改良型霍尔槽，其形态尺寸与一般霍尔槽相同，该槽的优点是置于能加温（或冷却）从相同，该槽的优点是置于能加温（或冷却）从而获得所须要的较稳定的镀液成分和液温。而获得所须要的较稳定的镀液成分和液温。哈林试验槽(Haring cell)是用于测定镀金液的均一电着性，阴极板置于两端可移动阳

19、极板置于中间任何定点，以测定阳 极到两阴极的电流安排之比较金属析出量之比。槽的尺寸为长度60cm，宽度10cm，高10cm，镀液量6000cc。三、试验步骤三、试验步骤 1.霍尔槽试验：霍尔槽试验：（1）基液、基液、5mL/L添加剂、添加剂、10mL/L添添加剂、加剂、15mL/L添加剂、添加剂、20mL/L添加剂；添加剂；工艺参数：工艺参数：1A，5min；（2）杂质影响，并推断何种离子影响。）杂质影响，并推断何种离子影响。（1#液、液、2#、3#、4#）2.分散实力试验：分散实力试验：重量法重量法 哈林槽哈林槽 300mL、1.5A/dm2、K=3、2时，测定分散实力时，测定分散实力四、试

20、验分析四、试验分析 1.按标准正确绘出霍尔槽试片外观图。按标准正确绘出霍尔槽试片外观图。（注明试验条件、常用符号的应用）（注明试验条件、常用符号的应用）2.分析对比各样镀层状况分析对比各样镀层状况试验十五 光亮镀镍溶液主要成分 的分析 一、试验目的和要求一、试验目的和要求 1.了解镀镍层的性质和用途；了解镀镍层的性质和用途；2.驾驭光亮镀镍工艺过程的基本操作技能；驾驭光亮镀镍工艺过程的基本操作技能；3.熟悉电镀小试的试验装置和仪器设备；熟悉电镀小试的试验装置和仪器设备；4.驾驭镀液的成分分析和镀层质量分析方法，驾驭镀液的成分分析和镀层质量分析方法，故障推断解决方法。故障推断解决方法。二、试验原

21、理二、试验原理 1.光亮镀镍工艺：光亮镀镍工艺：电镀层性能的测定项目较多，因电镀件电镀层性能的测定项目较多，因电镀件的运用目的不同，所需测定的项目亦不同，的运用目的不同，所需测定的项目亦不同，并非全部镀层均需进行全部项目的测定。并非全部镀层均需进行全部项目的测定。主要包括：外观检查、镀层结合力、镀层主要包括：外观检查、镀层结合力、镀层厚度及孔隙率、耐腐蚀性能、机械性能厚度及孔隙率、耐腐蚀性能、机械性能(硬硬度、脆性、结合强度等度、脆性、结合强度等)、金相结构、其他、金相结构、其他特殊性能特殊性能(如电学、光学、磁学性能等如电学、光学、磁学性能等)。2.镀层质量限制：镀层质量限制：镀液主要成分分

22、析镀液主要成分分析三、试验内容三、试验内容 1.光亮镀镍工艺：光亮镀镍工艺：按工艺配方配制光亮镀镍溶液。按工艺配方配制光亮镀镍溶液。2.镀层性能测试镀层性能测试 （1）外观检测：目视测定）外观检测：目视测定 （2）结合力：用弯曲试验进行结合力测试）结合力：用弯曲试验进行结合力测试 （3）孔隙率：潮湿滤纸贴置法测定镀层的孔隙率）孔隙率：潮湿滤纸贴置法测定镀层的孔隙率 3.镀液中主要成分分析镀液中主要成分分析 （1）总镍的测定：总镍的测定：（2）氯化物的测定：氯化物的测定：（3）硼酸的测定：硼酸的测定：为什么要测定氯离子？四、试验结果分析四、试验结果分析 1.镀层性能测试结果分析：镀层性能测试结果

23、分析：2.镀液主要成分分析：镀液主要成分分析：原始数据记录、计算方法、表示单位原始数据记录、计算方法、表示单位 试验十六试验十六 叶脉电镀叶脉电镀一、试验目的一、试验目的 1.学会制备叶脉书签的意义和方法；学会制备叶脉书签的意义和方法；2.了解叶脉表面金属化和装饰电镀的基本了解叶脉表面金属化和装饰电镀的基本原理；原理；3.驾驭叶脉表面金属化和装饰电镀的工艺驾驭叶脉表面金属化和装饰电镀的工艺和操作规程。和操作规程。二、试验原理二、试验原理 叶脉电镀又称树叶装饰电镀，是在精选叶脉电镀又称树叶装饰电镀，是在精选具有艺术性、硬而密脉络的树叶，如桂花树具有艺术性、硬而密脉络的树叶，如桂花树叶，经去除叶绿

24、素露出叶脉，再经表面金属叶，经去除叶绿素露出叶脉，再经表面金属化后进行电镀加工。这些树叶经过整型、加化后进行电镀加工。这些树叶经过整型、加工后，既能保持树叶原有的逼真原状，又能工后，既能保持树叶原有的逼真原状，又能体现电镀后的高雅华贵，可长期保存，是一体现电镀后的高雅华贵，可长期保存，是一种艺术性很强的、又能丰富人们文化生活的种艺术性很强的、又能丰富人们文化生活的新型装饰工艺品。新型装饰工艺品。叶脉装饰电镀主要工艺分为：叶脉处理、叶脉装饰电镀主要工艺分为：叶脉处理、表面金属化及装饰电镀三大部分。表面金属化及装饰电镀三大部分。三、试验内容三、试验内容 1.叶脉表面处理叶脉表面处理 叶片的选择叶片

25、的选择 碱液煮叶片碱液煮叶片 清洗叶肉清洗叶肉 漂白叶脉漂白叶脉 吸干水分、压平吸干水分、压平 2.叶脉书签表面金属化：叶脉书签表面金属化：水洗水洗 敏化敏化 水洗水洗 活化活化 水洗水洗 还原还原 化学化学镀镍镀镍 水洗水洗 压平成型压平成型 3.中期制作：用点焊的方法配置悬挂件。中期制作：用点焊的方法配置悬挂件。4.装饰电镀：将焊有细铜丝的叶脉作阴极，镍板作阳极，进装饰电镀：将焊有细铜丝的叶脉作阴极，镍板作阳极，进行光亮镀镍。取出叶脉，水洗，然后用两玻璃平板压平定型行光亮镀镍。取出叶脉，水洗，然后用两玻璃平板压平定型晾干。晾干。四、留意事项四、留意事项 1.应选择表面形态美丽的树叶；应选择表面形态美丽的树叶；2.碱蚀后，将树叶展平在玻璃板上，再用软毛刷刷去碱蚀后，将树叶展平在玻璃板上，再用软毛刷刷去叶肉，尽量避开将叶脉刷破；叶肉，尽量避开将叶脉刷破；3.叶脉表面金属化工序繁琐，留意操作细微环节；叶脉表面金属化工序繁琐，留意操作细微环节；4.装饰电镀时，也可先镀一层亮铜，再进行光亮镀镍。装饰电镀时，也可先镀一层亮铜，再进行光亮镀镍。图4.7 霍尔槽的基本结构