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电镀有关之计算

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发布时间:
2012/04/08 16:35

电镀有关之计算,兹用一些范例或公式表示之:

1. 温度之换算: 0C=5/9*(0F-32) 0F=1.80C+32 0K=0C+273

2. 密度: D=M/V M=质量 , V=体积

3.比重: S.G=物质密度/水在40C时密度

4. 波美(baume") Be’=145-145/比重 比重=145/145-Be’例 20%H2SO4的溶液,在20℃时其Be"值为17,求比重多少? 比重=145/145-17=145/128=1.13

5.合成物之水分比

例 NiSO4,7H2O中含水多少? 解 NiSO4,7H2O=280.87   7H2O=126 H2O%=126/280.87*100%=44.9%

6.比率

例 铬镀槽有400加仑的溶液含500磅铬酸,问同样的浓度 100加仑镀槽需含多少铬酸?   400/500=100/X     x=125   ∴ 需125 1b铬酸

7.溶液的重量换成容积

例 96%的H2SO4,比重1.854求制配1公升标准硫酸溶液 需多少ml 96%H2SO4?一公升之标准酸液之硫酸铜重量=98/2=49克 49克/((1.8354克)/(ml*0.96))=27.82ml ∴需要27.82ml之96%H2SO4

8.中和

例1 用14.4ml的1N的HC1溶液中和310ml的NaOH溶液,求NaOH溶液之当量浓度 解 14.4ml×1N=10ml×xN   x=1.44   ∴ 比N.OH之当量浓度为1.44N

例2 1.1738N的HC1溶液来中和10ml之1.1034NNaOH溶液, 求需HC1溶液多少ml? 解 x ml×1.1788N=10ml×1.1034N   x=9.4   ∴ 需9.4ml之1.1738NHC1溶液

9.法拉第定律(Faraday"s Law)

例1计算以5安培电流经过5小时,铜沈积重量,其电流放率为100% 沉积重量=(原子量/(原子价*96500))*(电流*时间*电流效应)

W=(A/(n*96500))*(I*T*CE)

=(63.54/(2*96500))*(5*5*60*60*100%)=31.8(g)

∴可沉积31.8g的铜

例2要在10分钟镀2.5g的镍在NiSO镀浴需多大电流? 电流效率100%。 I=( (n*96500)/(A))*((W)/(t*CE))

=((2*96500)/(58.69))*((2.5)/(10*60*100%))=13.7

∴需电流13.7安培

例3镀件的表面积为1000cm2,在硫酸铜镀液中通过15 安培电流,电流效率为100%,求镀铜5 l m所需要的时间。铜密度为8.93g/cm3

t=((n*96500*D)/(A))*((area*d)/(I*CE)) =((2*96500*8.93)/(63.54))*((1000*5*10-4)/(15*100%))

=900(秒)=15(分)

? 所需电镀时间为15分钟

例4 镀件总面积为1.5㎡,平均电流为1500安培,15分钟 镀得平均锌镀层25 l m,锌的密度为7.14g/cm3,锌的原子量 为65.38,求电流效率

CE=WAct/WThen*100%

=((1.5m2*25l m*7.14g/cm3)/(((65.38)/(2*96500))*1500*15*60))*100%

=59%

? 其电流效率为59%

例5酸性锡镀浴做连续性铁片镀锡,铁片宽0.9m,铁片 进行速度500m/min,电流密度5000A/㎡,上下二面欲镀上 1. 4l m锡厚,电流效率100%,锡的密度为7.31g/cm3,原子 量为118.7,求电镀槽需多少m长? 槽长

L=((n*96500*D)/(A))*((S*d)/(DI*CE)) =((2*96500*7.31g/cm3)/(118.7))*((500m/min*0.4l m)/(5000A/m2*100%))

=8( M )

? 所需镀长8M.

镀铬,电流效率为18,以维持 W=((A/(n*96500))*(I*t*CE)

=((52)/(6*96500))*(1000*18%) WCrO3=58.1*CrO3/Cr =58.1*100/52

=112( g )

? 112 g

例7 15安培电流过通硫酸铜镀浴10分钟,镀件面积为 1500cm2,电流效率100%,铜的密度为8.93g/cm3,原子 量为63.54,求镀层平均厚度多少 m?

镀层厚度

d=((A)/(n*96500*D))*((I*t*CE)/(area)) =((63.54)/(2*96500*893g/cm3))*((15*10*60*100%)/(1500cm2))

=0.00022(cm) =2.2l m

? 铜镀层平均厚度为2.2l m

(10)镀浴组成配制

例 100加仑瓦特镍铍槽,作业标准组成是300g/1 NiSO4,

30 g/1NiCl2及40 g/ H3BO3.目前镀液经分析得220 /1NiSO4,

25g/1 NiCl2及32g/1 H3BO3,求要补充多少药品?

NiSO4=((300-220)g/1*100gal*3.7851/gal)/454g/lb

=66.7( lb)

NiCl2=(30-25)g/1*100gal*3.785 1/gal/454 g /lb

=4.17 (l b)

H3BO3=(40-32) g/1*100gal*3.785 1/gal/454 g/lb

=6.67( lb )

11. 电极电位

E=E0+ RT/nF ln aM+n/aM

例1 求0.5MCu(CN)3-2溶液中之铜电极电位,若铜电极 活度=1,温度为25℃。

1. 5-X X 3X

2.Cu(CN)3-2 Cu++3CN

Kdiss=[Cu+][CN-]3/[Cu(CN)3-2]=5.6*10-28

X*(3X)3/0.5-X=5.6*10-28

X=5*10-8=[Cu+]

aCu+? [Cu+]=5*10-8稀溶液之化学浓度

ECu=E0Cu+8.3144*(273+25)/1*96500 ln 5*10-8/1

12. 过电压,分解电压

13. g =EI-Eeg

EI 为欲产生电流I所需之电压

Eeg 为平衡电压

Eeg= Ec- Ea

Ec 为阴极电位

Ea 为阳极电位

g =a+b log I

a , b为常数,随不同电极而不同

EI=Eeg+g a+g c+g conc.+IR

例 搅拌良好的镍盐镀浴,有缓冲液pH=5,电极面积

1cm2,以0.01安培/cm2进行电镀。若g c =0.445+0.065logI

g a=0.375+0.045logI,内电阻=100Ω,则分解电压需多少?

Eeg =Ec-Ea

=ENi-ENi=0

g conc=0 (因搅拌良好)

I= 0.01 A/cm2*1cm2

? 分解电压EI=Eeg+g a+g c+g conc+IR

=0+0.375+0.045log0.01+0.445+0.065log0.01+0+0.01*100

=1.6 ( V )