電(diàn)沉積或電結(jié)晶屬(shǔ)於應(yīng)用電(diàn)化學的一個分支(zhī)。若(ruò)從工程(chéng)應(yīng)用的觀點(diǎn)
，是通(tōng)過研發和產品設計以(yǐ)利用這種(zhǒng)技(jì)術來獲取(qǔ)鍍覆(fù)層或改(gǎi)善基(jī)體材料(liào)的(dí)表麵而使之(zhī)具(jù)備(bèi)更為(wéi)優(yōu)良(liáng)的(dí)工(gōng)程特(tè)性(xìng)。80年(nián)代以後(hòu)
，國(guó)際上采用和(hé)流行“表麵工(gōng)程(chéng)"一詞
，用(yòng)以概(gài)括目(mù)前(qián)工(gōng)程上名目(mù)繁多(duō)的表(biǎo)麵(miàn)優化型的(dí)工(gōng)藝領(lǐng)域(yù)
，以希冀能將這(zhè)些(xiē)不同的(dí)工(gōng)程(chéng)手段置入完整的設(shè)計
，製(zhì)造
，運行(háng)的統一的生(shēng)產序(xù)列之中。這種(zhǒng)概括實際上也顯示(shì)表麵(miàn)問題在(zài)工(gōng)程設(shè)計(jì)和(hé)產品(pǐn)使(shǐ)用及維護的整個(gè)過(guò)程中具有無可置疑(yí)的重要性
，反映了近一個(gè)世紀以來(lái)生產(chǎn)和(hé)運行經驗和事故(gù)教訓的總(zǒng)結。無(wú)數(shù)次(cì)的個(gè)案已(yǐ)經反復證(zhèng)明
，現代化(huà)產品的性能(néng)
，質量和使用安全都(dū)與材(cái)料表(biǎo)麵的狀(zhuàng)態息(xī)息(xī)相關(guān)。忽視表麵問題將造(zào)成無法(fǎ)彌補的後(hòu)果。並(bìng)且
，表麵的質量要求(qiú)與(yǔ)工(gōng)作中(zhōng)的(dí)行(háng)為需要(yào)從(cóng)一開始進行產(chǎn)品(pǐn)設計(jì)時便應周詳的(dí)考慮。

事實(shí)上(shàng)
，表(biǎo)麵(miàn)的優化(huà)不能被(bèi)簡(jiǎn)單地視作一種後來(lái)附加的(dí)表(biǎo)麵(miàn)修(xiū)飾。因(yīn)為從(cóng)本(běn)質上(shàng)看
，任何(hé)加工製(zhì)成的(dí)產品(pǐn)
，其材料(liào)本體與(yǔ)表(biǎo)麵性質均(jūn)有(yǒu)不同(tóng)。加(jiā)工(gōng)過(guò)程(chéng)一般均(jūn)使(shǐ)材料(liào)表麵(miàn)處於非平(píng)衡(héng)狀(zhuàng)態或形(xíng)成(chéng)介穩(wěn)結(jié)構。表(biǎo)麵殘留(liú)應力或顯(xiǎn)微裂紋等(děng)便是常(cháng)見(jiàn)的現象。這些(xiē)情(qíng)況(kuàng)會使零件的(dí)工(gōng)作(zuò)條件變化(huà)
，壽(shòu)命(mìng)縮短
，甚至在一(yī)定(dìng)條件下發(fā)生(shēng)突發(fā)性的事故(gù)。從產品(pǐn)設計開(kāi)始的通(tōng)盤考慮才能(néng)保(bǎo)證生產(chǎn)出良好的(dí)產品(pǐn)。這包(bāo)括確定產品使用時(shí)的(dí)預(yù)期(qī)環(huán)境(jìng)
，對(duì)材料的要求(qiú)和(hé)製件工作時(shí)可能的破壞機製(zhì)
，確定應具備的表(biǎo)麵(miàn)特性和可(kě)供選(xuǎn)擇(zé)的(dí)表(biǎo)麵處(chǔ)理方法(fǎ)等。

表麵(miàn)工(gōng)程(chéng)對(duì)於製件的影(yǐng)響(xiǎng)
，並不單純(chún)隻(zhī)是用以附(fù)加其價值或被視作(zuò)彌(mí)補材料(liào)性能不(bù)足(zú)的(dí)一(yī)種(zhǒng)簡單手段(duàn)。因為合理(lǐ)地(dì)選擇表(biǎo)麵(miàn)處理(lǐ)方法(fǎ)與基體材(cái)料的適當結合
，不僅可以互(hù)補(bǔ)
，而且(qiě)具(jù)有相得益彰的(dí)效果。表麵層(céng)與基底材料的復(fù)合
，可(kě)以提(tí)供(gōng)單一的基體(tǐ)材料所難以提(tí)供的內(nèi)外特性(xìng)
，從而(ér)構成了(liǎo)一種有(yǒu)用(yòng)的復合材料。

電(diàn)鍍(dù)雖是表麵工程(chéng)的重(zhòng)要手(shǒu)段
，然而
，由於其(qí)自(zì)身(shēn)具備(bèi)的(dí)特殊條(tiáo)件
，使(shǐ)化學(xué)或(huò)電化學沉積(jī)方法也(yě)已用(yòng)來(lái)作為新(xīn)材料的研(yán)發(fā)和製(zhì)備(bèi)的途(tú)徑。傳(chuán)統(tǒng)的方法是(shì)製備(bèi)純(chún)金(jīn)屬(shǔ)
，合金和(hé)直接電鑄以生(shēng)產製(zhì)件。較新的方法(fǎ)是用(yòng)來製備(bèi)不(bù)同類(lèi)型的復(fù)合(hé)材(cái)料
，包(bāo)括粉末
，短(duǎn)纖維
，長(cháng)纖(xiān)維纏(chán)繞(rào)和晶(jīng)須(xū)增強(qiáng)型的(dí)材料。製取(qǔ)半導體材料
，包括薄(báo)膜型(xíng)半(bàn)導(dǎo)體元(yuán)件(jiàn)
，平(píng)麵顯(xiǎn)示(shì)器件
，大(dà)麵積廉(lián)價太(tài)陽(yáng)能電池(chí)
，光敏電阻
，電(diàn)容(róng)
，光導(dǎo)
，電(diàn)導(dǎo)
，磁(cí)導與記憶(yì)元件以及一些(xiē)特殊的(dí)元器(qì)件
，例(lì)如發(fā)光和(hé)熒(yíng)光元器(qì)件(jiàn)等等(děng)已(yǐ)逐(zhú)步(bù)列上(shàng)日程。從這些方(fāng)麵(miàn)來(lái)看
，電(diàn)鍍已(yǐ)有(yǒu)別於(yú)單(dān)純(chún)意義上(shàng)的表麵工(gōng)程(chéng)。本書是腐蝕與防護(hù)全(quán)書的(dí)分冊
，因此將著重討論(lùn)表麵的工程處(chǔ)理
，更多地局限(xiàn)於腐蝕(shí)和防護(hù)方(fāng)麵(miàn)的應(yīng)用。

（一(yī)）電鍍方(fāng)法

通常在腐(fǔ)蝕和(hé)防護方麵應(yīng)用(yòng)較廣的(dí)電(diàn)鍍(dù)工藝(yì)包括：有外(wài)加電流的電鍍方(fāng)法
，無外(wài)電流或(huò)利用內電流(liú)的沉積(jī)方法(fǎ)或(huò)化學(xué)鍍以(yǐ)及基體材料(liào)表麵的(dí)直接化學(xué)轉化。

1
，外(wài)加電(diàn)流的(dí)電鍍方(fāng)法(fǎ)

在電解質內(nèi)置入(rù)電極並(bìng)通以(yǐ)電流(liú)。此時在電(diàn)極與介質的(dí)界麵上便有(yǒu)電化(huà)學反(fǎn)應發(fā)生(shēng)。這(zhè)種電(diàn)化(huà)學(xué)反(fǎn)應包括陰極表麵(miàn)上離子的還(huán)原和陽極(jí)表麵(miàn)上(shàng)的(dí)氧(yǎng)化
，兩(liǎng)個(gè)過程(chéng)均在電(diàn)鍍(dù)工(gōng)藝中得到利用。並且不(bù)僅可(kě)以使(shǐ)較小(xiǎo)的離子(zǐ)放電來形(xíng)成(chéng)鍍(dù)層(céng)
，而(ér)較大(dà)的(dí)能(néng)使(shǐ)之帶(dài)電(diàn)的質(zhì)點(diǎn)例如高分子的(dí)塗料或橡(xiàng)膠(jiāo)粒子也能通過(guò)這(zhè)類(lèi)方法來(lái)沉積(jī)在電極之上(shàng)。

2
，無(wú)外電流的電鍍方法

利用(yòng)不同電(diàn)位的(dí)材(cái)料來與(yǔ)鍍(dù)件(jiàn)接(jiē)觸(chù)
，通(tōng)過產生的(dí)內電流(liú)也(yě)能進(jìn)行沉積(jī)。基(jī)體材料與溶(róng)液(yè)界麵上的(dí)置(zhì)換反(fǎn)應(yīng)或自(zì)催(cuī)化(huà)還(huán)原(yuán)使離(lí)子(zǐ)沉積為(wéi)鍍層(céng)
，可以省略施(shī)加外(wài)電流的麻煩而不用(yòng)配置電(diàn)源(yuán)設(shè)備。但這(zhè)類方法(fǎ)不可(kě)避免地會受到化學(xué)反應(yīng)條(tiáo)件的(dí)種種限製(zhì)。

3
，表麵(miàn)轉(zhuǎn)化(huà)

失去電子(zǐ)或俘(fú)獲電子時(shí)所發生的氧化(huà)或(huò)還原(yuán)過(guò)程(chéng)也(yě)常用來形(xíng)成(chéng)表麵上(shàng)的防護膜層(céng)。這種表麵處理(lǐ)手(shǒu)段是(shì)通(tōng)過表麵轉化來(lái)生成反(fǎn)應產物(wù)
，從而提(tí)供許多表麵(miàn)膜(mó)層(céng)的(dí)功能(néng)。例如腐蝕防護
，減摩和抗磨
，改善(shàn)塗料和膠(jiāo)粘(nián)劑的附(fù)著
，提(tí)供(gōng)無色
，黑色(sè)或彩(cǎi)色的(dí)裝(zhuāng)飾(shì)膜層(céng)等。

所有(yǒu)上(shàng)述方(fāng)法均(jūn)須(xū)通(tōng)過界(jiè)麵上離子(zǐ)的(dí)轉化和電子(zǐ)的交(jiāo)換來完(wán)成(chéng)。帶有(yǒu)電(diàn)荷的(dí)質粒(lì)在能(néng)導(dǎo)電的介質內遷(qiān)移(yí)時(shí)
，實(shí)際上既(jì)傳(chuán)遞了電荷也(yě)傳(chuán)遞了(liǎo)質量。放電(diàn)後的粒子有序(xù)或無序地堆積(jī)而(ér)形成(chéng)我們(mén)所需要的沉積層。這樣(yàng)一來
，沉積(jī)的量的關係便可(kě)以由(yóu)法(fǎ)拉第定律來表征(zhēng)。數(shù)字(zì)似的(dí)交互關係本(běn)質(zhì)上體(tǐ)現(xiàn)的(dí)是穿越(yuè)界(jiè)麵兩側時(shí)反(fǎn)應(yīng)粒子數的(dí)計(jì)量(liáng)。嚴格的(dí)粒子計數使電鍍成為一種易(yì)於通(tōng)過(guò)參(cān)數(shù)和工藝較為(wéi)嚴格監(jiān)控的工(gōng)藝(yì)。正因為(wéi)如(rú)此(cǐ)
，加(jiā)上(shàng)運用靈活
，成(chéng)本低而(ér)易行
，使(shǐ)其在工(gōng)業(yè)生產(chǎn)中獲得(dé)廣(guǎng)泛(fàn)的(dí)應(yīng)用(yòng)。

（二(èr)）鍍層(céng)應用(yòng)

電鍍(dù)用作表(biǎo)麵(miàn)處理
，通(tōng)常(cháng)目的(dí)有(yǒu)兩(liǎng)個(gè)主要方(fāng)麵
，即：賦予(yú)或改(gǎi)善產品(pǐn)的(dí)表麵狀態(tài)或使表麵結構具備(bèi)某(mǒu)種有(yǒu)用(yòng)的(dí)功能(néng)。按照行業習(xí)慣
，一般將(jiāng)其(qí)區(qū)分為裝飾性(xìng)的(dí)
，防護(hù)性的或功能性的(dí)電鍍。

1
，防護(hù)裝飾性(xìng)電鍍

材料(liào)的許(xǔ)多物理(lǐ)的(dí)或(huò)工程的特性
，是(shì)設(shè)計產品時(shí)選擇材料(liào)的(dí)主(zhǔ)要(yào)依(yī)據。製件具備了(liǎo)設計考慮需要滿(mǎn)足(zú)的(dí)功(gōng)能(néng)性要(yào)求後
，往(wǎng)往很難(nán)使其(qí)表麵(miàn)的化學特(tè)性與之協調。在(zài)實際使用環(huán)境(jìng)中
，製(zhì)品遭遇腐蝕是常(cháng)見(jiàn)也(yě)是(shì)對產品(pǐn)壽命(mìng)影響(xiǎng)特別大(dà)的(dí)問題之一。產品生(shēng)鏽不僅使外(wài)觀受(shòu)到損害
，而(ér)且在(zài)大多(duō)數情況下產品(pǐn)的使用功(gōng)能(néng)也(yě)同(tóng)時被破(pò)壞(huài)。例如：運(yùn)動件卡死(sǐ)
，電接(jiē)觸(chù)不良
，汙染(rǎn)或損(sǔn)傷與之(zhī)相(xiāng)鄰的(dí)材料
，包括(kuò)金屬特(tè)別(bié)是(shì)紡織(zhī)材料
，零件(jiàn)變形或斷裂等(děng)等(děng)。在這類(lèi)場合(hé)
，表麵上(shàng)出(chū)現鏽蝕(shí)便(biàn)不僅(jǐn)僅是外表美觀的問題(tí)了(liǎo)。

所謂防護性(xìng)的鍍層
，常關注(zhù)的是其(qí)防(fáng)護(hù)性能
，包(bāo)括化學性(xìng)的防護即(jí)防鏽和機械性的(dí)防護即抗(kàng)磨或減(jiǎn)摩等。然(rán)而
，在商品(pǐn)經(jīng)濟中(zhōng)
，許(xǔ)多(duō)產(chǎn)品的市(shì)場營銷即(jí)使(shǐ)是(shì)功能相(xiāng)同也會受(shòu)到(dào)外(wài)觀的影(yǐng)響(xiǎng)。商品(pǐn)外(wài)表的美觀與否(fǒu)常(cháng)能(néng)左右(yòu)顧(gù)客(kè)對(duì)產品(pǐn)內在(zài)質量(liáng)的印(yìn)象(xiàng)
，也就是(shì)說(shuō)產(chǎn)品外(wài)表(biǎo)美(měi)觀(guān)悅目(mù)能夠提升商品價(jià)值(zhí)和(hé)促(cù)進(jìn)營銷。因此
，即(jí)便(biàn)是(shì)防(fáng)護性(xìng)的鍍層(céng)也不能不(bù)考慮其外(wài)表(biǎo)的裝飾功(gōng)能(néng)。而反之(zhī)用(yòng)於裝飾外(wài)表(biǎo)的鍍層(céng)亦需要能夠防(fáng)護。如果僅(jǐn)僅(jǐn)外表(biǎo)美觀而不能防護(hù)或(huò)甚(shèn)至(zhì)引(yǐn)起基(jī)體材料的加速破(pò)壞或與(yǔ)之組合(hé)或接觸的製(zhì)件或(huò)材料損(sǔn)傷
，便無法(fǎ)單獨采(cǎi)用這(zhè)種(zhǒng)鍍層(céng)。所以防護(hù)與(yǔ)裝(zhuāng)飾(shì)兩類功(gōng)能在(zài)實際運(yùn)用中(zhōng)需要同時考(kǎo)慮(lǜ)而很(hěn)難絕(jué)對(duì)區(qū)分(fēn)。

2
，功(gōng)能性(xìng)電鍍(dù)

功(gōng)能(néng)性(xìng)電(diàn)鍍主要指那些能(néng)夠使材料表(biǎo)麵具(jù)備某種特殊(shū)功能的鍍層。目(mù)前隨著(zhuó)各種(zhǒng)新型鍍(dù)層的(dí)不斷(duàn)出現(xiàn)
，實(shí)際(jì)上通(tōng)過表麵處理已能使材(cái)料(liào)表麵通過電(diàn)鍍來(lái)賦予各種不同(tóng)的(dí)功(gōng)能特(tè)性。與(yǔ)力
，磁
，電
，聲(shēng)
，光(guāng)以(yǐ)及預期(qī)化學特(tè)性的(dí)鍍層(céng)都(dū)有(yǒu)了(liǎo)很(hěn)大的發展。提高(gāo)表麵(miàn)硬(yìng)度(dù)
，改善摩擦或(huò)減少(shǎo)磨(mó)損(sǔn)
，改良(liáng)導電(diàn)或降(jiàng)低接觸(chù)電阻(zǔ)
，增強磁性(xìng)或增(zēng)加反光
，抗高溫
，改善(shàn)焊接(jiē)和(hé)膠接
，防(fáng)止(zhǐ)擴散和滲透
，幫助潤滑
，用於磨(mó)削(xiāo)
，增大(dà)尺(chǐ)寸(cùn)或修復已(yǐ)磨損的零(líng)件(jiàn)等(děng)
，都(dū)是采用(yòng)鍍層(céng)的(dí)常(cháng)見場(cháng)合。

傳(chuán)統(tǒng)的(dí)電鍍層主要應(yīng)用在裝飾(shì)和防(fáng)鏽方麵
，近年來高科技的發展促(cù)使(shǐ)功(gōng)能性(xìng)的鍍(dù)層加快發(fā)展
，從而也大大地(dì)拓展了電鍍(dù)的應(yīng)用(yòng)範(fàn)圍。為了提(tí)供更(gēng)多(duō)功(gōng)能而(ér)應用的夾雜型(xíng)鍍層
，使(shǐ)電鍍(dù)層從單純的(dí)金屬結(jié)構(gòu)進而成(chéng)為一種復(fù)合結(jié)構(gòu)
，形成了金(jīn)屬(shǔ)與(yǔ)非金屬(shǔ)的復合(hé)鍍層。這(zhè)類鍍(dù)層可(kě)以提供增強
，抗(kàng)磨
，自潤滑
，熒光
，彩(cǎi)色
，電(diàn)磁(cí)
，消(xiāo)毒以(yǐ)及(jí)磨(mó)削能力等種(zhǒng)種附加的(dí)功能特(tè)性
，因而具備了(liǎo)廣(guǎng)闊(kuò)的研(yán)發(fā)和應(yīng)用(yòng)前景。應用這種鍍層(céng)來自潤(rùn)滑(huá)
，產生熒光(guāng)和製(zhì)造磨削(xiāo)器具(jù)等(děng)
，都是(shì)這(zhè)種(zhǒng)鍍(dù)層應用的(dí)實例。

通(tōng)過(guò)半個多(duō)世紀(jì)的(dí)發展
，如今(jīn)電鍍(dù)層已(yǐ)經應(yīng)用於(yú)幾乎所有(yǒu)的(dí)生(shēng)產(chǎn)和生(shēng)活(huó)領域(yù)。在其中(zhōng)
，研(yán)發新的(dí)具(jù)備(bèi)擁(yōng)有的功能性的(dí)鍍層(céng)是(shì)發(fā)展的(dí)重點之一。為了能滿(mǎn)足更(gēng)高(gāo)的要(yào)求(qiú)
，就需(xū)要新(xīn)的品種和(hé)新的(dí)工藝。但無論如何
，科(kē)技發展和(hé)工程(chéng)設計的(dí)需要
，市(shì)場的需求
，質量(liáng)
，成本(běn)和環(huán)保一(yī)直左(zuǒ)右著表麵(miàn)技(jì)術的應用(yòng)和發展。市場能順利(lì)開拓(tuò)
，便往(wǎng)往成(chéng)為新技(jì)術(shù)研發和(hé)推廣成功的標(biāo)誌。

由於鍍(dù)層品種和(hé)功能的(dí)日益增(zēng)多(duō)
，也(yě)便於適(shì)應近年來(lái)對(duì)產(chǎn)品(pǐn)個(gè)性化
，多樣(yàng)化和更新換代(dài)快的消(xiāo)費趨勢。更柔(róu)性化的(dí)生產(chǎn)
，利用(yòng)電腦和(hé)網絡以求適應也(yě)將成為必然的(dí)趨勢。