CN206188913U - 一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台 - Google Patents

Abstract

一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台属于电镀实验技术领域。其结构包括电镀电源、外加电阻、毫安级电流表、电镀槽、电镀溶液、电镀阳极、电镀阴极、电镀溶液加热装置、电镀溶液保温装置、电镀溶液搅拌装置、导线。相比实验室条件下常用的电镀实验平台，本实用新型提出的电镀实验平台既可以在50mA以内的电镀电流下工作，又可以在该电流尺度下精确地调控电镀电流，能有效解决因样品表面面积较小所致的很多情况下电镀实验所用电流密度与实际生产不相符问题，且具有结构简单、易于操作、经济成本低的优点。

Description

一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台

技术领域

本实用新型属于电镀实验领域，涉及一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台。

背景技术

电镀是指在含有预镀金属的盐类溶液中，以被镀基体金属为阴极，通过电解作用，使镀液中预镀金属的阳离子在基体金属表面沉积出来，形成性能与基体不同的镀层的一种表面加工方法。电镀是一个电化学过程，可以提高金属制品或零件的耐腐蚀性能、防护装饰性能，例如钢铁表面镀锌、镀铜、镀镍、镀铬等。另外，电镀还可以修复金属制品或零件的尺寸、赋予金属制品或零件某种特殊的性能，例如，对于轴、齿轮等重要机械零件使用后的磨损，可通过镀铁或镀铬等方式修复其尺寸，对于赋予某种零件焊接性，可通过镀锡来实现。显然，电镀技术对工业生产具有非常重要的意义。

为了更好地利用电镀技术，且保证电镀完成后可获得预期的镀层，需要对电镀设备、电镀工艺、电镀溶液、镀层性能等方面进行大量研究。当前，在实验室条件下进行这些方面的研究时，常需要在各种小型样品的表面进行电镀实验。在这些样品表面进行电镀时，由于样品表面的面积较小，在电镀电流密度符合实际生产的情况下，相应地，所需的电镀电流也比较小，在很多情况下，电镀电流仅需达到50mA以内。然而，对于实验室条件下常用的电镀平台，由于自身电阻的限制，电镀过程中无法实现50mA以内的电镀电流，故只能使用较大的电流进行电镀，造成实验所用电镀电流密度与实际生产情况不符，使研究结果不具备足够的说服力。即使极少数电镀实验平台可以达到这样小的电流，也会因所用电镀电源电流值显示精度的限制，而无法精确地对电镀电流进行调控，同样会造成实验所用电镀电流密度相比实际生产出现一定偏差。

对于上述提到的问题，亟需开发一种电镀实验平台，该平台不仅可以实现50mA以内的电镀电流，同时还可以实现在此电流尺度下电镀电流的精确调控，使实验所用电镀电流密度与实际生产相符合。为此，本实用新型提出了一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电镀实验平台，该实验平台不仅可以在50mA以内的电镀电流下工作，同时还可以在此电流尺度下实现对电镀电流的精确调控，使实验所用电镀电流与实际生产相符合。

为实现所述目的，本实用新型采用如下的技术方案:

一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台，由如下几个部分组成，分别为电镀电源、外加电阻、毫安级电流表、电镀槽、电镀溶液、电镀阳极、电镀阴极、电镀溶液加热装置、电镀溶液保温装置、电镀溶液搅拌装置、导线；

所述电镀电源是直流电源，优选为直流恒流恒压源，其作用在于将工频交流电转换为直流电，为电镀过程提供所需电能，电镀电源开启后，调节电源上相应的按钮进而实现所期的电镀电流；

所述外加电阻优选为滑动变阻器或电位器，串联在整个回路中，其作用在于增大电镀过程中整个回路的电阻值，增大的阻值为100Ω～1000Ω，使得电镀实验平台可以在50mA以内的电镀电流下工作；

所述毫安电流表为显示电流精度达0.01毫安的四位LED数字显示电流表，串联在整个回路中，其目的在于弥补电镀电源电流值显示精度的不足，在50mA之内的电流尺度下，以0.01毫安的精度实时观察监测电镀电流，以便能够对电镀电流进行精确调控；

所述电镀槽优选为烧杯，其作用在于容纳所需的电镀溶液，并在其内完成电镀过程；

所述电镀溶液应根据预镀金属的种类选择，其作用在于提供预镀金属的离子，包括主盐、导电盐、活性剂、缓冲剂等；

所述电镀阳极、阴极分别为预镀金属、待沉积样品，电镀阳极的作用在于补充电镀溶液中损失的预镀金属离子，电镀阴极的作用在于在其表面完成预镀金属离子得到电子进而转变为预镀金属的过程；

所述电镀溶液加热装置是能将电镀溶液加热到理想电镀温度的装置；所述电镀溶液保温装置是能将电镀溶液温度保持在理想电镀温度的装置；所述电镀溶液搅拌装置是能对电镀溶液进行搅拌进而使溶液成分、温度均匀并能实现较高沉积速度的装置；本实用新型选择集热式恒温磁力搅拌器作为电镀溶液的加热、保温、搅拌装置；

所述导线的作用在于将上述各部分串联在一起，形成一个闭合的回路，以便电镀电源开启后在整个回路上实现电流的导通，进而实现电镀过程；优选地，导线选择铜芯导线；

本实用新型的有益效果是：与实验室条件下常用的电镀平台相比，本实用新型提出的电镀实验平台既可以实现50mA以内的电镀电流，又可以在此电流尺度下实现电镀电流的精确调控，使得因样品表面面积较小所致的很多情况下电镀实验所用的电流密度与实际生产无法符合问题得到了解决；此外，本实用新型提出的电镀实验平台结构简单，容易操作，也可通过对实验室条件下常用的电镀平台进行改良而实现，经济成本较低；

附图说明

图1：本实用新型实施例1中电镀实验平台结构示意图；

图2：本实用新型实施例2中电镀实验平台结构示意图；

附图标记说明：

1—电镀电源；2—滑动变阻器；3—毫安级电流表；

4—烧杯；5—电镀溶液；6—电镀阳极；7—电镀阴极；

8—集热式恒温磁力搅拌器；9—铜芯导线；10—电位器；

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：

一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台，分别由电镀电源(1)、滑动变阻器(2)、毫安级电流表(3)、烧杯(4)、电镀溶液(5)、电镀阳极(6)、电镀阴极(7)、集热式恒温磁力搅拌器(8)、铜芯导线(9)组成，其结构如图1所示；

其中，电镀电源为0～30V，0～5A连续可调的直流恒压恒流电源；滑动变阻的最大电阻值为200Ω，且使用时将电阻置于最大值；毫安级电流表为显示电流精度达0.01mA的四位LED数字显示电流表；烧杯的容积为1000ml；电镀溶液的体积为500ml，配方为硫酸亚锡50g·L^-1，硫酸80g·L^-1，β-萘酚0.8g·L^-1，明胶2g·L^-1；电镀阳极是规格为10mm×10mm×2mm的锡块；电镀阴极是规格为5mm×5mm×1mm的银片，其中，一个面积是5mm×5mm的表面为待镀面；集热式恒温磁力搅拌器利用水浴将电镀液加热至30℃，并在此温度下保温，磁力搅拌器的搅拌子放入镀液中进行搅拌，搅拌速度为1200转/min；

利用此电镀实验平台进行银片表面电镀锡实验时，可以实现2.5mA～7.5mA的电镀电流，同时在此电流尺度下还能对电镀电流进行精确调控；显然，实验所用的电镀电流密度符合实际生产中电镀锡常用的电流密度，即1A/dm²～3A/dm²，

实施例2：

一种可实现小电流并能进行调控的电镀实验平台，分别由电镀电源(1)、电位器(10)、毫安级电流表(3)、烧杯(4)、电镀溶液(5)、电镀阳极(6)、电镀阴极(7)、集热式恒温磁力搅拌器(8)、铜芯导线(9)组成，其结构如图2所示；

其中，电镀电源为0～20V，0～2A连续可调的直流恒压恒流电源；电位器的阻值为1000Ω；毫安级电流表为显示电流精度达0.01mA的四位LED数字显示电流表；烧杯的容积为1000ml；电镀溶液的体积极为500ml，配方为硫酸铟35g·L^-1，硫酸钠10g·L^-1；电镀阳极是规格为20mm×20mm×2mm的铟块；电镀阴极是规格为10mm×10mm×1mm的铜银片，其中，一个面积是10mm×10mm的表面为待镀面；集热式恒温磁力搅拌器利用水浴将电镀液加热至40℃，并在此温度下保温，磁力搅拌器的搅拌子放入镀液中进行搅拌，搅拌速度为900转/min；

利用此电镀实验平台进行铜片表面电镀铟实验时，可以实现20mA～40mA的电镀电流，同时在此电流尺度下还能对电镀电流进行精确调控；显然，实验所用的电镀电流密度符合实际生产中电镀铟常用的电流密度，即2A/dm²～4A/dm²，

以上具体实施例是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思和原则的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台，其特征在于：包括电镀电源、外加电阻、毫安级电流表、电镀槽、电镀溶液、电镀阳极、电镀阴极、电镀溶液加热装置、电镀溶液保温装置、电镀溶液搅拌装置和导线；所述导线将电镀电源、外加电阻、毫安级电流表、电镀槽、电镀溶液、电镀阳极、电镀阴极、电镀溶液加热装置、电镀溶液保温装置、电镀溶液搅拌装置串联在一起，形成一个闭合的回路。

2.根据权利要求1所述的一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台，其特征在于：所述电镀电源为直流电源，将工频交流电转换为直流电。

3.根据权利要求1所述的一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台，其特征在于：所述外加电阻，串联在整个回路中，将整个回路的电阻增大100Ω～1000Ω，以实现50mA以内的电镀电流。

4.根据权利要求1所述的一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台，其特征在于：所述毫安级电流表为显示电流精度达0.01毫安的四位LED数字显示电流表。

5.根据权利要求1所述的一种可实现小电流并能进行高精度调控的电镀实验平台，其特征在于：电镀溶液加热装置、电镀溶液保温装置、电镀溶液搅拌装置能够三者合一，采用集热式恒温磁力搅拌器。