镀金的原理,金如何变成金离子

镀金的原理,金如何变成金离子,第1张

但原对你有用

1. 1电镀定意

电镀(electroplating)是一种电离子沉积过程(electrodepos- ition process),是利用电极(electrode)通过电流,使金属附着在物体表面上,其目的为改变物体表面的特性或尺寸。

1. 2电镀目的

是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸。例如赋予金属表面的光泽美观、物品防锈、防止磨耗;提高导电度、润滑性、强度、耐热性、耐候性;热处理的防渗碳、氮化;尺寸或磨耗的零件修补。

1. 3各种镀金方法

电镀法(electroplating) 无电镀法(electroless plating)

热浸法(hot dip plating) 熔射喷镀法(spray plating)

塑料电镀(plastic plating) 浸渍电镀(immersion plating)

渗透镀金(diffusion plating) 阴极溅镀(cathode supptering)

真空离子电镀(vacuum plating) 合金电镀 (alloy plating)

复合电镀(composite plating 局部电镀(selective plating)

穿孔电镀(through-hole plating) 笔电镀(pen plating)

电铸(electroforming)

1.4 电镀基本知识

电镀大部分是在液体(solution)下进行,而且大多是在水溶液(aqueous solution)中电镀,大约有30种的金属可由水溶液进行电镀,例如:铜Cu、镍Ni、铬Cr、锌Zn、镉Cd" 、铅Pb、金Au、银Ag、铂Pt、钴Co、锰Mn、锑Sb、铋Bi、汞Hg、镓Ga、铟In、 铊、As、Se、Te、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W等等。

有些金属必须由非水溶液进行电镀,例如:锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、铝、La、Ti、Zr、Ge、Mo等等。可由水溶液及非水溶液的电镀金属有:铜、银、锌、镉、锑、铋、锰、钴、镍等等。

还包括以下几项:溶液性质 物质反应 化学式 电化学 界面物理化学 材料性质

1.4.1 溶液

被溶解之物质称为溶质(solute),使溶质溶解之物质称为溶剂(solute)。溶剂为水之溶液称之水溶液(aqueous solution)。表示溶质溶于溶液中之量为浓度(concentration)。在一定量的溶剂中,溶质能溶解之最大量值称之溶解度(solubility)。达到溶解度值之溶液称之为饱和溶液(saturated solution),反之为非饱和溶液(unsaturated solution)。溶液之浓度,在生产和作业管理中,使用易了解和方便的重量百分比浓度(weight percentage)和常用的摩尔浓度(molal concentration)。

1.4.2 物质反应(reaction of matter)

在电镀处理过程中,有物理变化及化学变化,例如研磨、干燥等为物理反应,电解过程有化学反应,我们必须充分了解在处理过程中的各种物理和化学反应的相互关系及影响。

1.4.3 电镀常用之化学式

1.温度之换算: 0℃=5/9(0oF-32) 0oF=1.80℃=32 0K=0℃=273

2.密度: D=M/V M=质量 V=体积

3.比重: S.G=物质密度/水的密度(4℃时)

4.波美: (Baume′) Be′=145-145/比重 比重=145/145- Be′

例如:20%H2SO4溶液,在20℃是其Be′值是17,求该种液体比重是多少?

答:该种液体比重=145/145-17=145-128=1.13

5.合成物之水分比: 例如,NiSO4,7H2O中含水多少?

答:NiSO4,7H2O=280.87 7H2O=126 H2O%=126/280.87*100%=44.9%

6.比率:例如, 镀铬槽有400加仑溶液含500磅铬酸,问同样的浓度,100加仑镀铬液需要含多少铬酸?

400/500=100/X X=125 答:需要量125磅铬酸。

7.溶液的重量换算成容积: 例如,96%H2SO4 ,比重1.854 求配制1公升标准硫酸溶液需要多少毫升96%H2SO4 ?一公升的标准酸液的硫酸重量=98/2=49克 49克/((1.8354克)/(ml×0.96))=27.82ml

答:需要27.82ml的96%H2SO4

8.中和: 例1,用14.4ml的1N的溶液中和310ml的NaOH溶液,求NaOH溶液之当量浓度? 14.4ml×1N=10ml×xN x=1.44

答:NaOH溶液之当量浓度为1.44N

例2, 1.1738N的HCl溶液中和10ml的1.1034N NaOH溶液, 求需HCl溶液多少毫升? xml×1.1738N=10ml×1.1034N x=9.4ml

答:需要9.4ml的1.1738N的HCl溶液。

9.法拉第定律(Faraday′s Law)

例1, 计算用5安培电流经过5小时,铜沉积重量,其电流放电率为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)

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

答:可沉积31.8g的铜。

例2, 要在10分钟镀2.5克的镍在NiSO4 镀液需要多大电流?

设电流效率为100%, I=((n×96500)/(A))×((W)/(T×CE))

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

答:需要13.7A电流

例3, 镀件表面积为1000cm2,在硫酸铜镀液中通过15A电流,电流效率100%,求镀铜51m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)/(63.45))×((1000×5×10-4)/(15×100%))

=900秒=15分钟 答:所需时间为15分钟。

例4, 镀件表面积为1.5m2,平均电流为1500A,15分钟镀得平均锌镀层251m,锌的密度为7.14g/m3,锌的原子量为65.38,求电流效率? CE=WAct/WThen×100%

=((1.5m2×251m×7.14g/m3)/(( 65.38)/(2×96500))×1500×15×60))×100%=59% 答:其电流效率为59%

例5, 酸性镀锡溶液做连续性铜片镀锡,铜片0.9m宽,铜片的进行速度500m/min,电流密度5000A/m2,上下两面欲镀上0.41m锡厚,电流效率100%,锡的密度7.31g/cm3,原子量118.7,求电镀槽需要多少m长?

槽长L=((n×96500×D)/(A))×((S×d)/(DI×CE))=

((2×96500×7.31g/cm3)/(118.7))×((500m/min×0.41m)/(5000A/m2×100%))

=8m 答:所需要的长度为8米。

例6, 使用不溶性阳极镀铬,电流效率为18%,通过电流为1000A/小时,不考虑带出损失,求需要补充多少CrO3,以维持镀液中铬的浓度?铬原子量为52,氧原子量为16

W=((A/(n×96500))×(I×t×CE)=((52/(6×96500))×(1000×18%)

WCro3=58.1×CrO3/Cr=58.1×100/52=112g

答:需要补充CrO3 112g

分类: 外语/出国

问题描述:

SEM的原理是什么?

解析:

(SEM)扫描电子显微镜的设计思想和工作原理,早在1935年便已被提出来了。1942年,英国首先制成一台实验室用的扫描电镜,但由于成像的分辨率很差,照相时间太长,所以实用价值不大。经过各国科学工作者的努力,尤其是随着电子工业技术水平的不断发展,到

1956年开始生产商品扫描电镜。近数十年来,扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中,促进了各有关学科的发展。

一.扫描电镜的特点

和光学显微镜及透射电镜相比,扫描电镜具有以下特点:

(一) 能够直接观察样品表面的结构,样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。

(二) 样品制备过程简单,不用切成薄片。

(三) 样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转,因此,可以从各种角度对样品进行观察。

(四) 景深大,图象富有立体感。扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍,比透射电镜大几十倍。

(五) 图象的放大范围广,分辨率也比较高。可放大十几倍到几十万倍,它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间,可达3nm。

(六) 电子束对样品的损伤与污染程度较小。

(七) 在观察形貌的同时,还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。

二.扫描电镜的结构和工作原理

(一) 结构

1.镜筒

镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统。其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm),并且使该电子束在样品表面扫描,同时激发出各种信号。

2.电子信号的收集与处理系统

在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子,产生于样品表面以下几nm至

几十nm的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成分。通常所说的扫描电镜像指的就是二次电子像,它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。检测二次电子的检测器(图15(2)的探头是一个闪烁体,当电子打到闪烁体上时,1就在其中产生光,这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号,再经前置放大及视频放大,电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。

3.电子信号的显示与记录系统

扫描电镜的图象显示在阴极射线管(显像管)上,并由照相机拍照记录。显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。

4.真空系统及电源系统

扫描电镜的真空系统由机械泵与油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到 10(4~10(5托的真空度。电源系统供给各部件所需的特定的电源。

(二) 工作原理

从电子枪阴极发出的直径20(m~30(m的电子束,受到阴阳极之间加速电压的作用,射向镜筒,经过聚光镜及物镜的会聚作用,缩小成直径约几毫微米的电子探针。在物镜上部的扫描线圈的作用下,电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。这些电子信号被相应的检测器检测,经过放大、转换,变成电压信号,最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描,并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步,这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像,这种图象反映了样品表面的形貌特征。第二节 扫描电镜生物样品制备技术大多数生物样品都含有水分,而且比较柔软,因此,在进行扫描电镜观察前,要对样品作相应的处理。扫描电镜样品制备的主要要求是:尽可能使样品的表面结构保存好,没

有变形和污染,样品干燥并且有良好导电性能。

[Last edit by SeanWen]

1.sem扫描电镜的原理是依据电子和物质的相互作用,扫描电镜从原理上讲就是利用聚焦得非常细的高能电子束在试样上扫描,激发出各种物理信息。

2.通过对这些信息的接收、放大和显示成像,获得测试试样表面形貌的观察。

3.sem是一种电子显微镜,中文名为扫描电子显微镜,通过用聚焦电子束扫描样品的表面而产生样品表面的图像。

4.它由电子光学系统、信号收集及显示系统、真空系统和电源系统组成,应用于生物、医学、材料和化学等领域。

5.扫描电镜(SEM)是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段,可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。

6.扫描电镜的优点是,有较高的放大倍数,20-20万倍之间连续可调。

7.有很大的景深,视野大,成像富有立体感,可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构。

8.试样制备简单。

9.目前的扫描电镜都配有X射线能谱仪装置,这样可以同时进行显微组织形貌的观察和微区成分分析,因此它是当今十分有用的科学研究仪器。


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