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第1章 电镀溶液导电过程与电极反应基本知识1

1.1 两类导电体1

1.1.1 电子导电回路1

1.1.2 电解池回路1

1.1.3 原电池回路2

1.2 法拉第定律3

1.2.1 法拉第定律3

1.2.2 电流效率计算3

1.2.3 电流密度、电镀时间及镀层平均厚度之间关系4

1.3 电镀溶液的电导5

1.3.1 电解质溶液的电导5

1.3.2 影响离子运动速度的因素5

1.3.3 摩尔电导6

1.3.4 无限稀释摩尔电导或极限摩尔电导7

1.3.5 电导率、摩尔电导和无限稀释摩尔电导的应用8

1.3.6 离子淌度和离子迁移数9

1.4 电镀生产中的“双性电极”现象12

1.4.1 双性电极现象的发生条件12

1.4.2 双性电极现象的危害13

1.4.3 双性电极现象的有益方面14

第2章 电极电位16

2.1 相间电位和电极电位16

2.1.1 相间电位16

2.1.2 金属接触电位18

2.1.3 电极电位18

2.1.4 绝对电位和相对电位19

2.1.5 液体接界电位22

2.2 电化学体系23

2.2.1 原电池（自发电池）23

2.2.2 电解池27

2.2.3 腐蚀电池28

2.3 平衡电极电位28

2.3.1 电极的可逆性28

2.3.2 可逆电极的电位29

2.3.3 电极电位的测量30

2.3.4 可逆电极类型30

2.3.5 标准电极电位和标准电化序31

2.4 不可逆电极32

2.4.1 不可逆电极定义32

2.4.2 不可逆电极的类型32

2.4.3 可逆电极与不可逆电极电极的判别33

2.4.4 影响电极电位的因素33

第3章 电极与溶液界面的性质35

3.1 概述35

3.1.1 研究电极／溶液界面性质的意义35

3.1.2 理想极化电极35

3.2 离子双电层的结构模型36

3.2.1 双电层结构模型发展概况36

3.2.2 “斯特恩（Stern）双电层”模型38

3.3 双电层微分电容39

3.4 电毛细现象41

3.5 零电荷电位44

3.6 活性粒子在电极与溶液界面上的吸附45

3.6.1 无机离子在“电极／溶液”界面上的吸附45

3.6.2 有机分子的吸附48

思考题51

第4章 电极的极化52

4.1 电极的极化52

4.1.1 极化52

4.1.2 极化发生的原因52

4.1.3 浓度极化53

4.1.4 电化学极化53

4.2 极化曲线54

4.2.1 极化曲线和极化度54

4.2.2 原电池和电解槽极化的区别55

4.3 极化曲线的测量56

4.3.1 恒电流法56

4.3.2 恒电位法56

4.4 极化曲线在电镀中应用57

4.4.1 镀液性能的比较与选择57

4.4.2 添加剂的影响58

4.4.3 附加盐的影响59

4.4.4 pH与温度的影响60

4.4.5 电镀时的阴极过程探讨61

4.5 析出电位61

第5章 液相传质步骤动力学64

5.1 液相传质的三种方式64

5.1.1 液相传质的三种方式64

5.1.2 液相传质三种方式的相对比较67

5.1.3 液相传质三种方式的相互影响68

5.2 稳态扩散过程68

5.2.1 理想条件下的稳态扩散69

5.2.2 真实条件下的静态扩散过程70

5.2.3 旋转圆盘电极73

5.2.4 电迁移对稳态扩散过程的影响75

5.3 浓差极化的规律和浓差极化的判别方法76

5.3.1 浓差极化的规律76

5.3.2 浓差极化的判别方法79

思考题80

第6章 电子转移步骤动力学81

6.1 电极电位对电子转移步骤反应速率的影响81

6.1.1 电极电位对电子转移步骤活化能的影响81

6.1.2 电极电位对电子转移步骤反应速率的影响84

6.2 电子转移步骤的基本动力学参数85

6.2.1 交换电流密度j085

6.2.2 交换电流密度与电极反应的动力学特性87

6.2.3 电极反应速率常数K88

6.3 稳态电化学极化规律89

6.3.1 电化学极化的基本实验事实89

6.3.2 巴特勒－伏尔摩（Butler-Volmer）方程90

6.3.3 高过电位下的电化学极化规律92

6.3.4 低过电位下的电化学极化规律92

6.3.5 稳态极化曲线法测量基本动力学参数94

6.4 多电子的电极反应95

6.4.1 多电子电极反应95

6.4.2 多电子转移步骤的动力学规律96

6.5 双电层结构对电化学反应速率的影响（ψ1效应）98

6.6 电化学极化与浓差极化共存时的动力学规律102

6.6.1 混合控制时的动力学规律103

6.6.2 电化学极化规律和浓差极化规律的比较105

第7章 阴极析氢过程107

7.1 析氢对镀层质量的影响107

7.1.1 氢脆107

7.1.2 针孔和麻点108

7.1.3 鼓泡108

7.1.4 电流效率下降108

7.1.5 工件局部无镀层或镀层不正常108

7.2 氢析出反应机理109

7.2.1 迟缓放电机理109

7.2.2 迟缓复合机理和电化学脱附机理110

7.3 影响阴极析氢的因素111

7.3.1 金属材料本性的影响111

7.3.2 金属材料的表面状态及加工性质的影响112

7.3.3 镀液成分对阴极析氢的影响112

7.3.4 温度的影响113

7.3.5 pH的影响114

7.3.6 阴极电流密度的影响114

7.4 减少析氢注意事项114

7.4.1 减少金属中渗氢的数量114

7.4.2 采用低氢扩散性和低氢溶解度的镀涂层114

7.4.3 镀前去应力和镀后去氢以消除氢脆隐患114

思考题115

第8章 金属的电沉积过程116

8.1 金属电沉积的基本历程和特点116

8.1.1 金属电沉积的基本历程116

8.1.2 金属电沉积过程的特点117

8.2 简单金属离子的阴极还原117

8.2.1 金属离子阴极还原的基本事实117

8.2.2 简单金属离子的阴极还原119

8.3 金属络离子的阴极还原120

8.3.1 在电极上直接放电的离子120

8.3.2 络离子放电时对极化的影响123

8.4 表面活性物质对金属离子还原过程的影响124

8.5 金属的电结晶过程127

8.5.1 盐溶液中的结晶过程127

8.5.2 电结晶形核过程128

8.5.3 在已有晶面上的延续生长129

8.5.4 电结晶条件对镀层质量的影响131

思考题132

第9章 电镀的阳极过程133

9.1 电镀中的阳极和钝化现象133

9.1.1 阳极电化学钝化133

9.1.2 阳极化学钝化134

9.2 金属钝化的机理135

9.2.1 基体清除钝化膜前后电位变化136

9.2.2 钝化理论136

9.3 影响电镀中阳极过程的主要因素138

9.3.1 金属本性的影响138

9.3.2 溶液组成的影响139

9.3.3 电镀工艺的影响140

9.4 钝态金属的活化142

思考题142

第10章 影响电镀层组织的因素143

10.1 电沉积过程对镀层的影响143

10.2 电镀液对镀层的影响143

10.2.1 电镀液本身的影响144

10.2.2 电镀盐中主盐浓度的影响144

10.2.3 附加盐的影响145

10.2.4 添加剂的影响146

10.2.5 络合剂148

10.2.6 缓冲剂148

10.2.7 阳极去极化剂148

10.3 电镀规范对镀层的影响148

10.3.1 电流密度149

10.3.2 温度149

10.3.3 pH值150

10.3.4 搅拌150

10.3.5 电流波形151

10.3.6 换向电流的影响151

10.3.7 极间距152

10.4 基体金属对镀层的影响152

10.4.1 基体材料152

10.4.2 基体镀前加工性质152

第11章 影响镀层分布的因素154

11.1 概述154

11.2 电解液分散能力的数学表达式154

11.2.1 电解液分散能力的数学表达154

11.2.2 初次电流分布（一次电流分布）155

11.2.3 二次电流分布（实际电流分布）155

11.3 影响电流及金属在阴极表面分布的因素156

11.3.1 几何因素156

11.3.2 电化学因素的影响159

11.3.3 分散能力的测定方法160

11.4 电解液的覆盖能力162

11.4.1 影响镀液覆盖能力的因素162

11.4.2 覆盖能力的测定方法163

11.5 整平能力164

11.5.1 镀液的整平能力164

11.5.2 整平能力的测定方法165

参考文献167