电镀

电镀（electroplating）是一种用电化学方法在镀件表面沉积所需形态金属镀层的工艺。其原理是在欲镀金属的盐溶液中施加电场，通过电解作用使盐类溶液中的金属阳离子在基体表面沉积出来，最终形成金属镀层的一种表面加工技术，也是一种氧化还原过程。其中电镀的镀层材料可以是金属、合金或半导体等；基体材料可以是金属材料、高分子材料和陶瓷。

历史

最早公布的电镀文献是1805年由意大利的布鲁纳特利（Brugnatelli）教授提出的镀银工艺，后来他又提出了镀金工艺。到1840年，英国埃尔金顿（Elkington）申请了氰[qíng]化物电镀银的第一个专利，并用于工业生产，这是电镀工业的开始。同年，雅柯比（Jaeobi）获得了从酸性溶液中电镀铜的第一个专利。同时，乔治埃尔金顿和亨利埃尔金顿两人在伯明翰创建了电镀工厂，从此电镀技术开始在世界各地广泛传播。1843年，酸性硫酸铜镀铜开始用于工业生产，同年博特杰（R.Böttger）提出了镀镍[niè]工艺。到19世纪50年代，电镀镍、铜、锡和锌等技术也相继被开发出来。20世纪初期，人们实现了在钢带表面利用酸性硫酸盐镀锌，普洛克特（Proctor）提出了氰化物电镀锌，芬克（C.G.Fink）和埃尔德里奇（C.H.Eldridge）提出了镀铬的工业方法，电镀逐步发展成为完整的电化学工程体系。电镀合金开始于19世纪40年代的铜锌合金（黄铜）和贵金属合金电镀。到19世纪后期，许多需要提高耐磨和耐蚀性的金属机械部件五金件已经可以实现批量电沉积处理。之后的两次世界大战和不断增长的航空业也推动了电沉积的进一步发展和完善，发展出了电镀硬铬、电镀铜合金等商业技术，电镀设备也从手动操作发展到现代全自动化流水线作业。由于合金镀层具有比单金属镀层更优越的性能，因此已由最初的获得装饰性为目的合金镀层发展到装饰性、防护性及功能性相结合的新合金镀层的研究上。电镀经过200多年的应用和发展，新的电镀材料和电镀工艺技术方法不断涌现，应用领域不断拓展。其镀层材料可以是金属、合金、半导体等，基体材料也由金属扩大到陶瓷、高分子材料。

主要目的

电镀是一种用电化学方法在镀件表面沉积所需形态金属镀层的工艺。电镀的主要目的一方面是提高金属制品的耐腐蚀性，通过机械保护和电化学保护等方法；第二方面，电赋予制品表面特殊功能，包含耐磨性镀层，如硬铬、镍-SiC、镍-Al₂O₃等镀层；电接触镀层，如金、银等镀层；导磁性镀层，如镍-铁、铁-钴、镍-钴-磷等镀层；可焊性镀层，如锡、锡-铅、锡-铜、锡-铋等镀层；耐热性镀层，如镍-钨、镍-钼[mù]等镀层；其他功能性镀层还有吸热镀层、润滑镀层、堆焊镀层、反光镀层、抗氧化镀层等。另外，赋予制品表面装饰性外观，如铜、镍、铬、金、银与合金镀层，可使镀件表面产生光亮或呈现不同颜色。

基本原理

电镀的原理是将被镀金属工件作为阴极，电镀金属作为阳极（有时也用不溶于电镀液的金属作阳极，如镀铬时用铅作阳极），电镀液为电镀金属化合物以及导电盐、添加剂等。当两极接通电源（直流电）后，电镀液中的金属离子向阴极移动，在阴极得到电子，被还原并沉积在阴极表面，成为镀层。阳极如用电镀金属，则电镀金属在阳极失去电子，成为离子溶解在电镀液中，补充电镀液中金属离子的浓度，阳极如用不溶解于电镀液的金属，则阳极只有阴离子放电，有氧气逸出，需要定期往电镀液中加入电镀金属盐、氧化物或氢氧化物补充金属离子的消耗并中和电镀液的酸度。因此电镀实质上是一种电解过程，有三个必要条件：电极电位差、镀液和电源，且阴极上析出物质的质量与电流强度、时间成正比。

电镀原理示意图

在电镀过程中，电极反应是电流通过电极/溶液界面的必要条件。电镀阴极上的还原沉积过程：溶液中的金属离子（如水化金属离子或络合离子）通过电迁移、对流、扩散等形式到达阴极表面附近；金属离子在还原之前在阴极附近或表面发生化学转化；金属离子从阴极表面得到电子还原成金属原子；金属原子沿表面扩散到达生长点进入晶格生长，或与其他离子相遇形成晶核长大成晶体。在形成金属晶体时又分两个步骤进行：结晶核的生成和长大，晶核的形成速度和成长速度决定所得到镀层晶粒的粗细。例如在硫酸镍电镀溶液中镀镍时，在阴极上发生镍离子得电子还原为镍金属的反应，这是主要的电极反应，其反应式为：

另外，镀液中的氢离子也会在阴极表面还原为氢，析氢副反应可能会引起电镀零件的氢脆，造成电镀效率降低等不良后果：

在镍阳极上发生金属镍失去电子变为镍离子的氧化反应：

有时还有可能发生如下的副反应：

电镀类型

按组成分类

按镀层组成，电镀可分为单金属电镀、合金电镀和复合电镀。单金属电镀是最简单的一种电镀形式，它是指电镀液中只含一种金属离子，电沉积后形成单一金属镀层的方法。常用的单金属电镀有镀锌、镀铜、镀镍、镀铬、镀锡和镀镉等。合金电镀是指在零件（阴极）上同时电沉积出两种或两种以上金属的镀层。与单金属镀层相比，合金镀层结晶细致、平整、光亮；耐磨、耐蚀、耐高温性能、及硬度和强度等更优；且可以获得性能优异的非晶结构镀层；具有单金属所没有的特殊物理性能；部分不能从水溶液中单独电沉积的金属（W、Mo、Ti）可与铁族元素共沉积；通过成分设计和工艺控制能改变镀层色调。常用的电镀合金有锌合金、锡合金、镍合金、贵金属合金等镀层。复合电镀是在电镀溶液中加入不溶性固体微粒，并使其与基质金属在阴极上共同沉积形成镀层的工艺。复合电镀相当于颗粒增强的金属基复合材料，具有更高的硬度、耐性、耐蚀性、耐热性及自润滑性。研究和应用较多的是Ni、Cu、Co、Fe、Cr、Au、Ag等，固体微粒主要有Al₂O₃、ZrO₂、SiC、WC、MoS₂等无机化合物，尼龙、聚四氟乙烯等有机化合物，还有石墨以及不溶于镀液的金属粉末等。

合金电镀

按用途分类

按用途分类可分为防护性镀层、防护-装饰性镀层和功能性镀层。防护性镀层主要用于金属零件的防腐蚀，其中镀锌层、镀镉层、镀锡层以及锌基合金（Zn-Fe、Zn-Co、Zn-Ni）镀层均属于此类镀层。而对于很多金属零件，既要防腐蚀，又要求具有经久不变的外观，这就需要施加防护-装饰性镀层，这种镀层常采用多层电镀，即首先在基体上镀“底”层，而后再镀“表”层，有时还要镀“中间”层。如通常的Co-Ni-Cr多层电镀层就是典型的防护-装饰性镀层。功能性镀层是为了满足光、电、磁、热、耐磨性等特殊物理性能的需要而沉积的镀层，主要包括耐磨和减摩镀层、热加工用镀层、导电性镀层、磁性镀层、修复性镀层等。

防护性镀层

按电化学关系分类

按照基体金属与镀层的电化学关系，镀层可分为阳极镀层和阴极镀层两大类。阳极镀层就是当镀层与基体金属构成腐蚀微电池时，镀层为负极（阳极），首先溶解，这种镀层不仅能对基体起机械保护作用，还起电化学保护作用。如铁上镀锌在通常情况下，由于锌的标准电位比铁负，当镀层有缺陷露出时，如果有水蒸气凝结于该处，则锌铁就形成了腐蚀电偶，保护铁不受腐蚀，这时的锌镀层就是阳极镀层。阴极镀层是镀层与基体构成腐蚀微电池时，镀层为正极（阴极），这种镀层只能对基体金属起机械保护作用。如在钢铁基体上镀锡，当镀层有缺陷时，铁锡形成腐蚀电偶，但锡的标准电极电位比铁正，锡镀层是正极，因此腐蚀电偶作用的结果将导致下面的基体逐渐被腐蚀，镀层也会最终脱落。

基本构成

电镀电源

电镀电源有许多选择，从原理上而言，只要是能够提供直流电的装置，都可用作电镀电源。电镀电源的功率大小一般是按被镀产品的表面积和所镀镀种的正常电流密度范围计算出所需的总电流量，再加上一定的保险系数来确定的。电镀电源经历了四个发展阶段：直流发电机阶段，这种电源耗能大、效率低、噪声大；硅整流阶段，是直流发电机的换代产品，技术十分成熟，但效率低，体积大，控制不方便；可控硅整流阶段，是替代硅整流电源的主流电源，具有效率高、体积小、调控方便等特点；晶体管开关电源即脉冲电源阶段，脉冲电镀电源是较为先进的电镀电源，具有体积小、效率高、性能优越、纹波系数稳定，而且不易受输出电流影响等特点。

电镀溶液

电镀溶液是一种含有金属盐及其他化学物质的导电溶液，用来电沉积金属。其主要类别可分酸性、中性及碱性电镀溶液。强酸镀液是pH值低于2的溶液，通常是金属盐加酸的溶液，例如硫酸铜溶液。弱酸镀液是pH值在2~5.5的镀液，如镍镀液。碱性镀液是 pH值超过7的溶液，如氰化物镀液、锡酸盐的锡镀液及各种焦磷酸盐镀液。镀液的成分主要包括提供金属离子来源的金属盐，可分单盐、复盐及络盐；提高导电率的导电溶液；防止阳极形成钝态膜，不易补充金属离子，需要添加的阳极溶解助剂；防止pH值变动的缓冲剂；此外还有络合剂、安定剂、镀层性质改良添加剂和润湿剂等。

电镀电极

电镀电极包括阳极和阴极。电镀时发生氧化反应的电极为阳极，它有不溶性阳极和可溶性阳极之分。不溶性阳极的作用是导电和控制电流在阴极表面的分布；可溶性阳极除了有这两种作用外，还具有向镀液中补充放电金属离子的作用。电镀阳极的纯度、形状及它在溶液中的悬挂位置和它在电镀时的表面状态等对电镀层质量都有影响。电镀过程中的阴极为欲镀零件。由于电镀过程是发生在金属与电镀液相接触的界面上的电化学反应过程，因此必须保证镀液与制品基体表面接触良好，基体表面不允许有任何油污、锈或氧化皮，同时基体表面还应平整光滑。

电镀挂具

挂具的主要作用是固定镀件和传导电流。设计挂具的基本要求是：有良好导电性和化学稳定性；有足够机械强度，保证装夹牢固；装卸方便；非工作部分绝缘处理。挂具的结构多种多样，既有通用型挂具，也有专用挂具，尤其是对复杂形状的镀件常需专门设计。电镀挂具一般由吊钩、提杆、主架、支架和挂钩五部分组成，其中吊钩与极棒相连，同时具有承重和导电作用。

电镀挂具

电镀槽

电镀槽是电镀所用的主要工艺槽。常用镀槽的大小、结构和材料等有多种类型。镀槽的大小主要由生产能力与操作便利性决定。镀槽结构设计既要保证有足够的机械强度，同时要考虑与辅助设备方便而有效的连接。镀槽材料要符合工艺条件及其用途，通常碱性镀槽的槽体用碳钢板，常温碱性镀槽也可用钢板内衬聚氯乙烯；酸性镀槽可用聚氯乙烯板焊制，或钢板内衬聚氯乙烯板，有时热酸性槽也用玻璃钢作槽体。

电镀槽

工艺过程

电镀的工艺过程一般包括电镀前表面预处理、电镀、镀后处理三个阶段。

镀前预处理

镀前预处理是待镀件进入电镀工序前的重要处理步骤。无论是金属还是非金属在加工成型过程中都会在材料表面产生油污、锈蚀、氧化物、毛刺等物质。在电镀前，必须将这些物质去除干净。镀前预处理一般是用机械方法（如抛光）和化学方法（如溶剂清洗）进行去油脱脂、除锈除尘，其目的是获得具有一定表面粗糙度的清洁、活化的基体表面，提高镀层与被镀件表面之间的附着力。镀前预处理的主要工序有表面机械处理、除油处理和浸蚀处理。表面机械处理设备包括喷砂设备、磨光抛光设备等。表面油脂的清理常用溶剂法、碱液法、乳液法等去除。溶剂法是用汽油、丙酮、乙醇、三氯乙烯、四氯化碳等溶剂进行擦洗、浸洗、蒸汽清洗，其中蒸汽清洗脱脂比较彻底。碱液法常适用于清除动、植物油。乳液法是利用乳化作用使油膜在有机溶剂中除去，主要成分为有机溶剂、乳化液、混合溶剂和表面活性剂等。

电镀

电镀处理是整个生产工艺过程中的主要工艺。根据零件的要求，有针对性地选择某一种或几种单金属或合金电镀工艺对零件进行电镀或浸镀等加工，以达到防腐、耐磨和美观的目的。在工业化生产中，最常用的电镀方法有挂镀、滚镀、刷镀和连续电镀等。

挂镀

挂镀是电镀生产中最常用的一种方式，适用于外形尺寸较大的零件，它是将零件悬挂于用导电性能良好的材料制成的挂具上，然后浸没于欲镀金属的镀液中作为阴极，在两边适当的距离放置阳极，通电后使金属离子在零件表面沉积的一种电镀方法。

挂镀生产线

滚镀

滚镀是电镀生产中的另一种常用方法，适用于尺寸较小、批量较大的零件。它是将欲镀零件置于多角形的滚筒中，依靠零件自身的重量来接通滚筒内的阴极，在滚筒转动的过程中实现金属电沉积。

滚镀生产线

刷镀

刷镀是在被镀零件表面局部快速电沉积金属镀层的技术，一般用于局部修复。刷镀是将表面处理好的工件与专用的直流电源相连，作为刷镀的阴极；镀笔与电源的正极连接，作为阳极。刷镀时，棉花包套中浸满镀液的镀笔以一定的相对运动速度在被镀零件表面上移动，并保持适当的压力。这样，在镀笔与被镀零件接触的部分，镀液中的金属离子在电场力的作用下扩散到零件表面，获得电子被还原成金属原子，沉积结晶形成镀层。

刷镀

连续电镀

连续电镀是指主要用于薄板、金属丝、金属带的电镀，如镀锡钢板、镀锌薄板和钢带、电子元器件引线、镀锌铁丝等都采用了连续电镀技术。连续电镀有垂直浸入式、水平运动式和盘绕式三种方式。

镀后处理

镀后处理包括钝化处理、除氢处理和表面抛光。钝化处理是指在一定的溶液中进行化学处理，使镀层上形成一层坚实致密的、稳定性高的薄膜。钝化处理能使镀层的耐蚀性大大提高，并能增加表面光泽和抗污染能力。除氢处理则是通过预防白点退火来清除零件在电镀过程中吸收的氢而引起的氢脆。表面抛光是对镀层进行精加工，降低表面粗糙度，使镀层获得镜面装饰性效果，还可以提高耐蚀性。

性能评价

均镀能力

均镀能力是指当电流通过电解槽时，电解液使电极表面镀层厚度均匀分布的能力。均镀能力常用于评定金属镀层在零件上分布的均匀性，镀层在零件上均匀分布的能力越高，其均镀能力就越高。为了定量地表示镀液的分散能力，通常用金属沉积时在电极表面上的实际电流分布与初次电流分布的偏差百分比来表示。初次电流分布是指在阴极极化不存在、电流效率为100%时的镀层分布，此时镀层的分布完全取决于镀液的电阻，沉积金属的质量与该点距阳极的距离成反比。实际电流分布是考虑了电镀时产生阴极极化时沉积金属在电极表面上的实际分布情况，一般来说实际电流分布比初次分布均匀。测定均镀能力的方法包括远近阴极法、弯曲阴极法和赫尔槽法。其中远近阴极法由Haring（哈林）和Blum（布鲁姆）首先提出，可以直接研究电流或还原金属在电极表面上的分布，该测试方法是在矩形槽中放入两个尺寸相同的金属平板做阴极，在两阴极之间放入与阴极尺寸相同的带孔阳极，并使两个阴极距离不同，电镀完毕后以两阴极的增重来判断金属分布的情况。影响镀液分散能力的因素主要有几何因素（零件不同部位离阳极的距离）和电化学因素（阴极极化度和溶液的电导率）等。

分散能力测定连接图

深镀能力

深镀能力是指电镀溶液所具有的在零件深凹处沉积出金属镀层的能力，也称覆盖能力，表示镀层在零件上分布的完整程度，深镀能力越高，则镀得越深。深镀能力的测定方法有内孔法、直角阴极法和凹穴法。其中，最常用的是内孔法，采用圆管（一般用铁、铜、黄铜管）作为阴极水平放入槽中，其两端垂直于阳极进行电镀，完成后将圆管取出并纵向切开，观察内孔镀上的镀层长度，评定覆盖能力。影响镀液覆盖能力的因素主要有基体金属的本性、基体金属的表面状态、极限电流密度等。

镀层外观

镀层外观是镀层最基本、最常用的检测指标，是镀层质量检测的第一步。镀层的外观要求结晶均匀、细致、平滑，颜色符合要求。对于光亮性镀层，还要求美观、光亮。所有镀层均不允许有针孔、麻点、起皮、起泡、起瘤、毛刺、斑点、阴阳面、烧焦或海绵状镀层、应有镀层的部位局部缺失等。镀层表面允许有轻微水印、颜色稍不均匀，以及不影响使用的轻微缺陷。

镀层厚度

镀层厚度是衡量电镀质量的主要指标，它在很大程度上影响产品的可靠性和寿命。除非另有规定，在主要表面任意点测得的镀层厚度应满足图样要求厚度。镀层厚度的检测方法分为有损检测和无损检测两种。其中有损检测法有溶解法、金相显微法等。无损检测有X射线荧光法、β射线反向散射法、涡流法等。

结合力

镀层结合力是指镀层与基体金属的结合强度，即单位面积的镀层从基体金属上剥离所需要的力。镀层的结合强度是各种镀层发挥其性能的前提。镀层结合力不佳大多是由于前处理不彻底造成的。此外，镀液成分失调、工艺条件设置不当或基体金属与镀层金属的热膨胀系数悬殊，均对镀层结合力有明显影响。评定镀层与基体金属结合力的方法大多为定性方法，以镀层金属和基体金属物理、力学性能的不同为基础，即当试样经受不均匀变形、热应力或外力的直接作用后，检查镀层是否有结合不良现象。常用检测方法有热水法和热震法。

镀层质量影响因素

镀液的影响：在电镀中把含镀层金属的盐称做主盐，一般来讲，如果主盐是简单的盐，其电镀溶液的阴极极化作用很小，镀层结晶晶粒较粗，其外观质量及防护性能较差。如果主盐是络盐，络合作用使金属离子在阴极上的还原过程变得困难，从而提高了阴极的极化作用，因此镀层的结晶晶粒较细。而附加盐是在电镀溶液中除了含主盐外，加入的某些碱金属或碱土金属盐类，这种附加盐的主要作用是提高电镀溶液的导电性能，有时还能提高阴极极化作用，使镀层的结晶晶粒更为细致、紧密。此外，加入添加剂、升高镀液温度、搅拌镀液均对镀层产生影响。基体金属的影响包括金属材料性质的影响、镀前加工性质的影响和基体金属表面状态的影响。如镀层金属与基体金属的结合是否良好，与基体金属的化学性质有着密切的关系。在某种电解液中，如果基体金属的电位负于镀层金属的电位，则不能获得结合良好的镀层。此外，析氢对电镀过程也有影响，析出氢在电镀生产中会产生氢脆、鼓泡、空洞与麻点、降低阴极电流效率等不利影响。对镀层质量产生影响的还有其他因素，如机械的、电学的和几何的因素。其中机械因素主要是机械加工和清洁处理两个方面，其目的在于使零件具有正确的几何形状和光滑平整的表面。电学因素的影响主要是电镀电源，包括电源功率和电源波形，常用的电源是直流整流器，而选择不同的整流器电源对电镀质量也是有影响的。几何因素主要包括镀槽的形状、大小；阳极的形状和配置；挂具的形状及被镀零件的形状等。

应用领域

防护性镀层

防护性镀层主要应用于金属零件的防腐蚀。镀锌层、镀镉层、镀锡层以及锌基合金镀层均属于此类镀层。例如钢铁件在一般大气条件下用镀锌层来保护，在海洋性气候条件下常用镀镉层来保护。对于接触有机酸的钢铁件，如食品容器，则采用镀锡层来保护。普通轿车上的机械零件的镀层也是为了防止金属结构件和紧固件的腐蚀。

防护装饰性镀层

防护-装饰性镀层常采用多层电镀，如Cu-Ni-Cr多层电镀常用于自行车、缝纫机、小轿车的外露部件等。电镀镍铁合金作为防护装饰性镀层，广泛用于机械、五金、轻工及家电产品中。采用铜镀层打底，再镀双层镍铁合金/微孔铬，能提高镍铁合金镀层的耐蚀性，可用于汽车外部零件。防护装饰性镀铬层既可防止基体金属锈蚀，又具有装饰性外观，反光率较好等优点，常用于汽车、自行车、缝纫机、仪器、量具、日用五金及飞机、船舶内舱等零件上。电镀金及金合金在贵金属电镀中应用最广，如首饰、工艺品、金币、钟表、金笔等均采用金镀层作防护和装饰镀层。

功能性镀层

耐磨和减摩镀层：耐磨镀层是给零件镀上一层高硬度的金属以增加它的抗磨耗能力。如镀硬铬，硬度可达到1000~1200HV，用于直轴或曲轴的轴颈、压印面、冲压具的内腔、枪和炮管的内腔等。对一些仪器的插拔件，既要求具有高的导电能力，又要求耐磨损，常采用镀硬银、硬金、铑[lǎo]等。减摩镀层多用于滑动接触面，可起润滑作用，减少滑动摩擦系数；延长零件的使用寿命。作为减摩镀层的金属有锡、铅锡合金、铅铟[yīn]合金、铅锡铜及铅锑锡三元合金等。热加工用镀层：用于改善机械零件等的表面物理性能，常要对其进行热处理。但对一个部件而言，只需局部改变原来的性能，需在热处理之前，先把不需要改变性能的部位保护起来。如工业生产中为了防止局部渗碳要镀铜，防止局部渗氨要镀锡，这是利用碳或氮在这些金属中难以扩散的特性来实现的。导电性镀层：在电器、无线电及通信设备中，为提高制件表面的导电性，大量使用该类镀层，常用的有镀铜、镀银、镀金等。若同时要求耐磨，则可镀银锑合金、金钴合金、金锑合金等。磁性镀层：录音机、电子计算机等设备中，所用的录音带、磁环线、磁、磁盘等存储装置均需磁性材料，常用的有钴镍、镍铁、钴镍磷等磁性合金镀层；钐钴可作为磁光记录材料。修复性镀层：重要机器零件磨损以后，可以采用电镀法进行修复。如汽车和拖拉机的曲轴、凸轮轴、齿轮、花键、纺织机的压辊、深井泵轴等可用电镀硬铬、镀铁（或复合镀铁）加以修复，印染、造纸、胶片行业的一些机件也可用镀铜、镀铬来修复，印刷用的字模或版模则可用镀铁来修复。除此之外，随着科技的发展，电镀在功能材料领域也发挥着重要的作用，常用于制备纳米材料、高性能材料，如超导氧化物薄膜、电致变色氧化物薄膜、金属化合物半导体薄膜、形状记忆合金薄膜，梯度材料薄膜等。

污染与危害

电镀废水和废液包括镀件漂洗水、废槽液和设备冷却水等，其水质因生产工艺而异，或含铬、镍或镉等金属离子。其中废电镀液是长时期使用的镀液产生多种杂质，难以去除，不得不弃去的废液，或因配置不当、外来偶然性杂物污染造成的镀液报废，也包括过滤残液。镀件漂洗水是每一个电镀过程后都要产生的废水。酸洗废水是镀件除锈酸洗带出液、镀前除氧化层酸洗带出液，常含有镀件金属离子。碱洗除油废水含有碱、磷酸根、氟离子、有机络合剂、抛光用油和矿物油等。其他废水如刷洗极板废水等，均含有不同的有毒物质。电镀废水就其总量而言，比造纸、印染、化工、农药等的水量小，污染面窄，但其中含有许多有毒污染物。电镀工业中常见的有毒金属及离子有铬、铅、镍、铜、锌和钡[bèi]等，如镀铬工艺中，金属铬几乎是无毒的，二价铬的化合物，一般认为是无毒的，而其余的铬化合物，当浓度过高时，都有不同程度的毒性。镀铅中铅及其化合物都有毒性，铅慢性中毒表现为神经衰弱症候，急性铅中毒症状是腹绞痛、肝炎、肾炎、高血压、周围神经炎、中毒性脑炎及贫血，铅主要通过呼吸系统和消化系统进入人体。镀镍工艺中镍与镍盐也有毒性，皮肤接触镍盐可引起皮疹、红斑、溃疡、湿疹，误服镍盐可引起呕吐、腹泻。镍可抑制酶系统，进入人体后主要在脊髓、脑、肺和心脏中，以肺为主，引起肺癌和胃癌，金属镍粉及镍化合物还可引起动物肿瘤、肺硬化。此外，电镀废水中的铜化合物都有很大的毒性；可溶性的锌盐对消化道有腐蚀作用；可溶性的钡盐也都是高毒物。电镀中常用的一些无机酸也存在一定的危害。如氢氟酸、氟硼酸等，当废液中含氟[fú]量过高时可产生氟中毒，主要危害骨骼，产生骨质疏松、增殖、变形、骨折，引起缺钙而抽筋、痉挛，严重的因呼吸麻痹而死亡；硼酸主要用于镀镍，是缓冲剂，长期经皮肤和胃肠道吸收，可引起皮疹、胃肠道刺激症状、肝肾器损害等。电镀中常用的有机物可分为两类：一是金属络合剂，如酒石酸、柠檬酸、焦磷酸、硼酸、羟基乙叉二膦酸等，这些化合物因用量较大，常在废水处理过程中去除。二是有机溶剂除油时用的汽油、煤油、三氯乙烯、四氯化碳、丙酮、乙醇等，这些化合物都有一定的毒性，尤其是四氯化碳毒性大，危险性大，2~4 mL即可致命。

电镀的替代工艺

电镀是一种表面工程技术，与化学镀、热喷涂、化学转化膜、热浸镀、涂料涂装、气相沉积、堆焊与熔结、搪瓷和陶瓷涂覆、粘涂、溶胶-凝胶等同属表面涂覆技术。表面涂覆技术是指采用表面技术，在零部件或工件表面涂覆一层或多层表面层而形成的技术。

化学镀

化学镀又称“不通电"镀，即在无外电流通过的情况下，利用还原剂将电解质溶液中的金属离子化学还原在呈活性催化的工件表面，沉积出与基体牢固结合的镀覆层。工件是金属或者非金属，镀覆层主要是金属和合金，最常用的是镍和铜。

热喷涂

热喷涂是将金属、合金、金属陶瓷材料加热到熔融或部分熔融，以高的动能使其雾化成微粒并喷至工件表面，形成牢固的涂覆层。热喷涂的方法有多种，按热源可分为火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂（超音速喷涂）和爆炸喷涂等。

化学转化膜

化学转化膜的实质是金属处在特定条件下人为控制的腐蚀产物，即金属与特定的腐蚀液接触并在一定条件下发生化学反应，形成能保护金属不易受水和其他腐蚀介质影响的膜层。它是由金属基底直接参与成膜反应而生成的，因此膜与基底的结合力比电镀层要好很多。如铝和铝合金的阳极氧化、铝和铝合金的化学氧化、钢铁氧化处理、钢铁磷化处理、铜的化学氧化和电化学氧化、锌的铬酸盐钝化等。

热浸镀

热浸镀是将工件浸在熔融的液态金属中，使工件表面发生一系列物理和化学反应，取出后表面形成金属镀层。在热浸镀工艺中，工件金属的熔点必须高于镀层金属的熔点，主要有表面预处理、热浸镀和后处理三部分。热浸镀按表面预处理方法的不同，可分为熔剂法和保护气体还原法。

涂料涂装

涂料涂装是用一定的方法将涂料涂覆于工件表面而形成涂膜的全过程，涂料分为溶剂性涂料、水溶性涂料、固体分子涂料和粉末涂料。主要应用在高级轿车、机械的非工作裸露表面、家电产品、船舶、钢结构的装饰、防锈涂装等。

气相沉积

气相沉积包括物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和等离子体化学气相沉积（PCVD）。物理气相沉积是用物理方法使镀膜材料沉积在基体表面形成覆层，有蒸镀、离子镀和溅射镀三类。化学气相沉积是使用化学方法使气体在基体材料表面发生化学反应形成覆层，有常压、低压、激光和金属有机化合物等方法。等离子体化学气相沉积是将等离子体引入化学气相沉积形成覆层，具有沉积温度低、沉积速率快、绕度性好、结合力高等优点。

堆焊和熔结

堆焊是指在金属零件表面或边缘熔焊上耐磨、耐蚀或特殊性能的金属层，修复外形不合格的金属零件及产品，以提高金属部件的使用寿命。熔结与堆焊相似，也是在材料或工件表面熔敷金属涂层，但用的涂金属是一些以铁镍、钴为基，含有强脱氧元素硼和硅而具有自熔性和熔点低于基体的自熔性合金，所用的工艺是真空熔敷、激光熔敷和喷熔涂敷等。

搪瓷涂敷和陶瓷涂层

搪瓷涂层是一种主要施于钢板、铸铁或铝制品表面的玻璃涂层，可起良好的防护和装饰作用。搪瓷涂料通常是精制玻璃料分散在水中的悬浮液，也可以是干粉状。涂敷方法有浸涂、淋涂、电沉积、喷涂、静电喷涂等。陶瓷涂层是以氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、氮化物、金属陶瓷和其他无机物为基底的高温涂层，用于金属表面，主要在室温和高温起耐蚀、耐磨等作用。主要涂敷方法有刷涂、浸涂、喷涂、电泳涂和各种热喷涂等。

粘涂和溶胶凝胶

粘涂是将胶粘剂（在胶粘剂中加入填料如二硫化钼、金属粉末、陶瓷粉末和纤维等）直接涂覆于制品表面形成的涂层，常用于制品表面磨损、划伤、腐蚀的修复、密封于堵漏及铸件气孔、缩孔的修补等。溶胶-凝胶膜是将溶胶用喷涂或浸溃等方法涂于基材上，经反应形成凝胶，经干燥或烧结等处理，制成所需要薄膜层，适于制备多功能或大面积薄膜层，如超导薄膜、高效吸波材料、磁性薄膜等。

参考资料

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该页面最新编辑时间为 2024年5月31日