⑴ 電化學基礎知識
一、銅、銀、鋅電極的制備
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(1)銀電極的制備
將欲鍍之銀電極兩只用細砂紙輕輕打磨至露出新鮮的金屬光澤，再用蒸餾水洗凈。將欲用
的兩只Pt 電極浸入稀硝酸溶液片刻，取出用蒸餾水洗凈。將洗凈的電極分別插入盛有鍍銀
液(鍍液組成為100mL 水中加1.5g 硝酸銀和1.5g 氰化鈉)的小瓶中，按圖Ⅲ15 1 接好
線路 ，並將兩個小瓶串聯，控制電流為0.3mA，鍍1h，得白色緊密的鍍銀電極兩只。
(2)銅電極的制備
將銅電極在1∶3 的稀硝酸中浸泡片刻，取出洗凈，作為負極，以另一銅板作正極在鍍銅液
中電鍍(鍍銅液組成為:每升中含125gCuSO4�6�15H2O，25gH2SO4，50mL 乙醇)。控制電流為
20mA，電鍍20min 得表面呈紅色的Cu 電極，洗凈後放入0.1000mol�6�1kg-1CuSO4 中備用。
(3)鋅電極的制備
將鋅電極在稀硫酸溶液中浸泡片刻，取出洗凈，浸入汞或飽和硝酸亞汞溶液中約10s，表面
上即生成一層光亮的汞齊，用水沖洗晾乾後，插入0.1000mol�6�1kg-1ZnSO4 中待用。
二、鹽橋的制備
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1、瓊酯－飽和KCl 鹽橋： 燒杯中加入瓊酯3 克和97ml 蒸餾水，在水浴上加熱至完全溶解。
然後加入30 克KCl 充分攪拌，KCl 完全溶解後趁熱用滴管或虹吸將此溶液加入已事先彎好
的玻璃管中，靜置待瓊酯凝結後便可使用。瓊酯－飽和KCl 鹽橋不能用於含Ag＋、Hg2
2＋等
與Cl－作用的例子或含有ClO4－等與K+作用的物質的溶液。
2、3%瓊酯－1mol�6�1dm－3 K2SO4鹽橋：適用於與作用的溶液，在該溶液中可使用Hg―Hg2SO4―
飽和K2SO4 電極。
3、3%瓊酯－1mol�6�1dm－3 NaCl 或LiCl 鹽橋：適用於含高濃度的ClO4－的溶液，在該溶液
中可使用汞－甘汞－飽和NaCl 或LiCl 電極。
4、NH4NO3 鹽橋和KNO3 鹽橋在許多溶液中都能使用，但它與通 常的各種電極無共同離子，
因而在共同使用時會改變參考電極的濃度和引入外來離子，從而可能改變參考電極的電勢 。
另外在含有高濃度的酸、氨的溶液中不能使用瓊酯鹽橋。
5、（1）簡易法
用滴管將飽和KNO3(或NH4NO3)溶液注入Ｕ型管中，加滿後用捻緊的濾紙塞緊Ｕ型管兩端
即 可，管中不能存有氣泡。
(2) 凝膠法
稱取瓊脂1g 放入50mL 飽和KNO3 溶液中，浸泡片刻，再緩慢加熱至沸騰，待瓊脂全部溶
解後 稍冷，將洗凈之鹽橋管插入瓊脂溶液中，從管的上口將溶液吸滿(管中不能有氣泡)，
保持 此充滿狀態冷卻到室溫，即凝固成凍膠固定在管內。取出擦凈備用。
三、電鍍常識
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電鍍常識
表面處理的基本過程大致分為三個階段：前處理，中間處理和後處理。
1 前處理
零件在處理之前，程度不同地存在著毛刺和油污，有的嚴重腐蝕，給中間處理帶來很大困
難，給化學或電化學過程增加額外阻力，有時甚至使零件局部或整個表面不能獲得鍍層或
膜層，還會污染電解液，影響表面處理層的質量。包括除油、浸蝕，磨光、拋光、滾光、
吹砂、局部保護、裝掛、加輔助電極等。
2 中間處理
是賦予零件各種預期性能的主要階段，是表面處理的核心，表面處理質量的好壞主要取決
於這一階段的處理。
3 後處理
是對膜層和鍍層的輔助處理。
電鍍過程中的基本術語
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1 分散能力
在特定條件下，一定溶液使電極（通常是陰極）鍍層分布比初次電流分布所獲得的結果更
為均勻的能力。亦稱均鍍能力。
2 覆蓋能力
鍍液在特定條件下凹槽或深孔處沉積金屬的能力。亦稱深鍍能力。
3 陽 極
能夠接受反應物所給出電子的電極，即發生氧化反應的電極。
4 不溶性陽極
在電流通過時，不發生陽極溶解反應的電極。
5 陰 極
反應於其上獲得電子的電極，即發生還原反應的電極。
6 電流密度
單位面積電極上通過的電流強度，通常以 A/dm2 表示。
7 電流密度范圍
能獲得合格鍍層的電流密度區間。
8 電流效率
電極上通過單位電量時，其一反應形成之產物的實際重量與其電化當量之比，通常以百分
數表示。
9 陰極性鍍層
電極電位的代數值比基體金屬大的金屬鍍層。
10 陽極性鍍層
電極電位的代數值比基體金屬小的金屬鍍層。
11 陽極泥
在電流作用下陽極溶解後的殘留物。
12 沉積速度
單位時間內零件表面沉積出金屬的厚度。
13 初次電流分布
在電極極化不存在時，電流在電極表面上的分布。
14 活 化
使金屬表面鈍化狀態消失的作用。
15 鈍 化
在一定環境下使金屬表面正常溶解反應受到嚴重阻礙，並在比較寬的電極電位范圍內使金
屬溶解反應速度降到很低的作用。
16 氫 脆
由於浸蝕，除油或電鍍等過程中金屬或合金吸收氫原子而引起的脆性。
17 PH 值
氫離子活度 aH+ 的常用對數的負值。
18 基體材料
能在其上沉積金屬或形成膜層的材料。
19 輔助陰極
為了消除被鍍製件上某些部位由於電力線過於集中而出現的毛刺和燒焦等毛病，在該部位
附近另加某種形狀的陰極，用以消耗部分電流，這種附加的陰極就是輔助陰極。
20 輔助陽極
除了在電鍍中正常需用的陽極以外，為了改善被鍍製件表面上的電流分布而使用的輔加陽
極。
21 電 解
使電流通過電解質溶液而在陽極，陰極引起氧化還原反應的過程。
22 極 化
當電流通過電極時，電極電位發生偏離平衡電位的現象。
23 皂化反應
油脂在鹼性條件下的水解反應。
24 陰極極化
直流電通過電極時，陰極電位偏離平衡電位向負的方向移動的現象。
25 槽電壓
電解時，電解槽兩極之間的總電位差。
鍍覆方法術語
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1 化學鈍化
將製件放在含有氧化劑的溶液中處理，使表面形成一層很薄的鈍態保護膜的過程。
2 化學氧化
通過化學處理使金屬表面形成氧化膜的過程。
3 電化學氧化
在一定電解液中以金屬製件為陽極，經電解，於製件表面形成一層具有防護性，裝飾性或
其它功能氧化膜的過程。
4 電 鍍
利用電解原理，使金屬或合金沉積在製件表面，形成均勻、緻密、結合力良好的金屬層的
過程。
5 轉 化 膜
對金屬進行化學或電化學處理所形成的含有該金屬之化合物的表面膜層。
6 鋼鐵發藍（鋼鐵化學氧化）
將鋼鐵製件在空氣中加熱或浸入氧化性的溶液中，使之於表面形成通常為藍（黑）色的薄氧
化膜的過程。
7 沖擊電流
電流過程中通過的瞬時大電流。
8 光亮電鍍
在適當條件下，從鍍槽中直接得到具有光澤鍍層的電鍍。
9 合金電鍍
在電流作用下，使兩種或兩種以上金屬（也包括非金屬元素）共沉積的過程。
10 多層電鍍
在同一基體上先後沉積上幾層性質或材料不同的金屬層的電鍍。
11 沖 擊 鍍
在特定的溶液中以高的電流密度，短時間電沉積出金屬薄層，以改善隨後沉積鍍層與基體
間結合力的方法。
12 磷 化
在鋼鐵製件表面上形成一層不溶解的磷酸鹽保護膜的處理過程。
13 熱抗散
加熱處理鍍件，使基體金屬和沉積金屬（一種或多種）擴散形成合金的過程。
電池充電的名詞解釋
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充電率(C-rate)
C 是Capacity 的第一個字母，用來表示電池充放電時電流的大小數值。例如：充電電池的額
定容量為1100mAh 時，即表示以1100mAh（1C）放電時間可持續1 小時， 如以200mA（0.2C）
放電時間可持續5 小時，充電也可按此對照計算。
終止電壓（Cut-off discharge voltage）
指電池放電時，電壓下降到電池不宜再繼續放電的最低工作電壓值。根據不同的電池類型及
不同的放電條件，對電池的容量和壽命的要求也不同，因此規定的電池放電的終止電壓也不
相同。
開路電壓（Open circuit voltage OCV）
電池不放電時，電池兩極之間的電位差被稱為開路電壓。 電池的開路電壓，會依電池正、 負
極與電解液的材料而異，如果電池正、負極的材料完全一樣，那麼不管電池的體積有多 大，
幾何結構如何變化，起開路電壓都一樣的。
放電深度（Depth of discharge DOD）
在電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比，稱為放電深度。放電深度的高
低和二次電池的充電壽命有很深的關系，當二次電池的放電深度越深，其充電壽命就越短，
因此在使用時應盡量避免深度放電。
過放電（Over discharge）
電池若是在放電過程中，超過電池放電的終止電壓值，還繼續放電時就可能會造成電池內壓
升高，正、負極活性物質的可逆性遭到損壞，使電池的容量產生明顯減少。
過充電（Over charge）
電池在充電時，在達到充滿狀態後，若還繼續充電，可能導致電池內壓升高、電池變形、漏
夜等情況發生，電池的性能也會顯著降低和損壞。
能量密度（Energy density）
電池的平均單位體積或質量所釋放出的電能。一般在相同體積下，鋰離子電池的能量密度是
鎳鎘電池的2.5 倍，是鎳氫電池的1.8 倍，因此在電池容量相等的情況下，鋰離子電池就會
比鎳鎘、鎳氫電池的體積更小，重量更輕。
自放電（Self discharge）
電池不管在有無被使用的狀態下，由於各種原因，都會引起其電量損失的現象。若是以一個
月為單位來計算的話，鋰離子電池自我放電約是1%-2%、鎳氫電池自我放電約3 %-5%。
充電循環壽命（Cycle life）
充電電池在反復充放電使用下，電池容量回逐漸下降到初期容量的60%-80%。
記憶效應（Memory effect）
在電池充放電過程中，會在電池極板上產生許多小氣泡，時間一久，這些氣泡會減少電池極
板的面積，也間接影響電池的容量。
半導體納米材料光電極的特性
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在納米尺度范圍內，半導體納米材料顯示出與塊體不同的光學和電學性質：
1)表面效應
納米粒子表面原子數隨著納米粒子尺寸的減小而大幅度增加，無序度增加，鍵態嚴重失配，
出現許多活性中心，表面台階和粗糙度增加，表現出非化學平衡和非整數配位的化合價。這
就是導致納米體系的化學性質和化學平衡體系出現很多差別的原因。其次表面積要比幾何面
積大許多倍，光吸收系數大，可捕獲較多的太陽光能，從而提高光的利用效率。
2)量子尺寸效應
隨著粒徑減小到納米級時，單個納米粒子所擁有的原子數目就較少，因而這些原子所形成的
固體導帶或價帶能帶不再是連續的，具有高壁的勢井，成為分立的能級，便產生量子尺寸效
應，因而有效帶隙Eg 增大吸收光譜域值向短波方向移動，從而造成吸收藍移；在這種效應
的作用下，納米粒子的光生電子與塊體相比則具有更負的電位，相應的具有更強的還原性，
而光生空穴因具有更正的電位而具有更強的氧化性。
3)介電限域效應
由於納米粒子的尺寸小於載流子的自由程，因此可以降低光生載流子的復合。隨著粒徑的不
斷減小，微粒的性質將受到表面狀態的強烈影響。當在半導體超微粒表面上修飾某種介電常
數較小的材料時，他們的光學性質與裸露的超微粒相比發生了較大的變化。這是由於相對於
裸露粒子周圍的介質而言，被包圍的超微粒中電荷載體的電力線更易穿過這層包覆膜，因此
屏蔽效應減弱，帶電粒子間的庫侖力增強，結果增強了激子的結合能和振子強度。這就是介
電限域效應，反映到吸收光譜上就表現出明顯的紅移現象。
4)小尺寸效應
納米顆粒的尺寸與光波波長、傳導電子的德布羅意波長及超導態的相干波長或透射深度等物
理特徵尺寸相當或更小時，晶體周期性的邊界條件將被破壞，非晶態納米微粒表面層附近原
子密度減小，納米顆粒表現出新的光、電、聲、磁等體積效應。
鍍前處理和鍍後處理術語
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4.1 化學除油
在鹼性溶液中藉助皂化作用和乳化作用清除製件表面油污的過程。
4.2 電解除油
在含鹼溶液中，以製件作為陽極或陰極，在電流作用下，清除製件表面油污的過程。
4.3 出 光
在溶液中短時間浸泡，使金屬形成光亮表面的過程。
4.4 機械拋光
藉助於高速旋轉的抹有拋光膏的拋光輪，以提高金屬製件表面光亮度的機械加工過程。
4.5 有機溶劑除油
利用有機溶劑清除製件表面油污的過程。
4.6 除 氫
將金屬製件在一定溫度下加熱處理或採用其它方法，以驅除在電鍍生產過程中金屬內部吸
收氫的過程。
4.7 退 鍍
將製件表面鍍層退除的過程。
4.8 弱 浸 蝕
電鍍前，在一定組成溶液中除去金屬製件表面極薄的氧化膜，並使表面活化的過程。
4.9 強 浸 蝕
將金屬製件浸在較高濃度和一定溫度的浸蝕溶液中，以除去金屬製件表面上氧化物和銹蝕
物的過程。
4.10 鍍前處理
為使製件材質暴露出真實表面，消除內應力及其它特殊目的所需，除去油污、氧化物及內
應力等種種前置技術處理。
4.11 鍍後處理
為使鍍件增強防護性能，提高裝飾性能及其它特殊目的而進行的（諸如鈍化、熱熔、封閉
和除氫等）處理。
電鍍材料和設備術語
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5.1 陽 極 袋
用棉布或化纖織物製成的套在陽極上，以防止陽極泥渣進入溶液用的袋子。
5.2 光 亮 劑
為獲得光亮鍍層在電解液中所使用的添加劑。
5.3 阻 化 劑
能夠減緩化學反應或電化學反應速度的物質。
5.4 表面活性劑
在添加量很低的情況下也能顯著降低界面張力的物質。
5.5 乳 化 劑
能降低互不相溶的液體間的界面張力，使之形成乳濁液的物質。
5.6 絡 合 劑
能與金屬離子或含有金屬離子的化合物結合而形成絡合物的物質。
5.7 絕 緣 層
塗於電極或掛具的某一部分，使該部位表面不導電的材料層。
5.8 掛具（夾具）
用來懸掛零件，以便於將零件放於槽中進行電鍍或其他處理的工具。
5.9 潤 濕 劑
能降低製件與溶液間的界面張力，使製件表面容易被潤濕的物質。
5.10 添 加 劑
在溶液中含有的能改進溶液電化學性能或改善鍍層質量的少量添加物。
5.11 緩 沖 劑
能夠使溶液PH 值在一定范圍內維持基本恆定的物質。
5.12 移動陰極
採用機械裝置使被鍍製件與極杠一起作周期性往復運動的陰極。
電鍍測試和檢驗相關術語
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6.1 不連續水膜
通常用於表面被污染所引起的不均勻潤濕性，使表面上的水膜變的不連續。
6.2 孔 隙 率
單位面積上針孔的個數。
6.3 針 孔
從鍍層表面直至底層覆蓋層或基體金屬的微小孔道，它是由於陰極表面上 的某些點 的電
沉積過程受到障礙，使該處不能沉積鍍層，而周圍的鍍層卻不斷加厚所造成。
6.4 變 色
由於腐蝕而引起的金屬或鍍層表面色澤的變化(如發暗、失色等)。
6.5 結 合 力
鍍層與基體材料結合的強度。
6.6 起 皮
鍍層成片狀脫離基體材料的現象。
6.7 剝 離
某些原因（例如不均勻的熱膨脹或收縮）引起的表面鍍層的破碎或脫落。
6.8 桔 皮
類似於桔皮波紋狀的表面處理層。
6.9 海綿狀鍍層
在電鍍過程中形成的與基體材料結合不牢固的疏鬆多孔的沉積物。
6.10 燒焦鍍層
在過高電流下形成的顏色黑暗、粗糙、鬆散等質量不佳的沉積物，其中常含有氧化物或其
他雜質。
6.11 麻點
在電鍍或腐蝕中，與金屬表面上形成的小坑或小孔。
6.12 粗糙
在電鍍過程中，由於種種原因造成的鍍層粗糙不光滑的現象。
6.13 鍍層釺焊性
鍍層表面被熔融焊料潤濕的能力。