電鍍大部份在液體(solution)下進行，又絕大部份是由水溶液(aqueoussolution)中電鍍，約有30種的金屬可由水溶液進行電鍍，由水溶液電鍍的金屬有：銅Cu、鎳Ni、鉻Cr、鋅Zn、鎘Cd"、鉛Pb、金Au、銀Ag、鉑Pt、鈷Co、錳Mn、銻Sb、鉍Bi、汞Hg、鎵Ga、銦In、鉈、As、Se、Te、Pd、Mn、Re、Rh、Os、Ir、Nb、W等。有些必須由非水溶液電鍍如鋰、鈉、鉀、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、La、Ti、Zr、Ge、Mo等。可油水溶液及非水溶液電鍍者有銅、銀、鋅、鎘、銻、鉍、錳、鈷、鎳等金屬。

電鍍的基本知識包括下列幾項：

1溶液(solution)

被溶解之物質稱之為溶質(solute)，使溶質溶解之液體稱之溶劑(solute)。溶劑為水之溶液稱之水溶液(aqueoussolution)。

表示溶質溶解于溶液中之量為濃度(concentration)。在一定量溶劑中，溶質能溶解之最大量值稱之溶解度(solubility)。

達到溶解度值之溶液稱之為飽和溶液(saturatedsolution)，反之為非飽和溶液(unsaturatedsolution)。溶液之濃度，在工廠及作業現場，使用易了解及便利的重量百分率濃度(weightpercentage)。另外常用的莫耳濃度(molalconcentration)。

2物質反應(reactionofmatter)

在電鍍處理過程中，有物理變化及化學變化，例如研磨、干燥等為物理反應，電解過程有化學反應，我們必須充份了解在處里過程中各種物理及化學反應及其相互間關系與影響。

3電鍍常用之化(chemicalformular)見附錄一。

4電化學(electrochemistry)

電鍍是一種電沉積(electrodeposition)過程，利用電解體electrolysis)在電極(electrode)沉積金屬，它是屬于電化學之應用的一支。電化學是研究有關電能與化學能交互變化作用及轉換過程。電解質(electrolyte)例子NaCl，也就是其溶液具有電解性質之溶液(electrolyticsolution)它含有部份之離子(ions)，經由此等離子之移動(movement)而能導電。帶陰電荷朝向陽極(anode)移動稱之為陰離子(anion)，帶正電荷朝向陰極(cathode)移動(migrate)者稱之為陰離子cations)。這些帶電荷之粒子(particles)稱之為離子(ions)。放出電子產生氧化反應之電極稱之為陽極(anode)，得到電子產生還元化應之電極稱之為陰極(cathode)。整個反應過程稱之為電解(electrolysis)。

4.1電極電位(electrodepotentials)

電位(electrodepotential)為在電解池(electrolytic)中之導電體，電流經由它流入或流出。電極電位(electrodepotential)是電極與電解液之間的電動勢差，單獨電極電位不能測定需參考一些標準電極(standardelectrode)。

例如氫標準電極(hydrogenstandardelectrode)以其為基準電位為0

電極電位之大小可由Nernstequation表示之:

　4.2標準電極電位(standardelectrodepotential)

標準電極電位(standardelectrodepotential)是指金屬電極之活度為1(純金屬)及在金屬離子活度為1時之電極電位。

氫之標準電位在任何溫度下都定為0，做為其他電極之參考電極(REFERENCEELECTRODE)，以氫標準電極為基準0，各種金屬之標準電位見表排列在前頭之金屬如Li較易失去電子，易被氧化，易溶解，易腐蝕，稱之為濺金屬或金屬(basicmetal)。相反如Au金屬不易失去電子.不易氧化.不易溶解.容易被還元稱之為貴金屬(noblemetal)。

表4.2

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4.3Nernst電位學說

金屬含有該金屬離子之溶液相接觸，則在金屬與溶液界面，會產生電荷移動現象，此等電荷之移動，仍是由于金屬與溶液的界面有電位勢之差別稱之為電位差所引起，此現象Nernst解說如下:

設驅使金屬失去電子變為陽離子溶入溶液中之電離溶解液解壓(electrolaticsolutionpressure)為p而使溶液中的陽離子得到電子還元成金屬滲透壓(osmoticpressure)為p，則有三種情況發生:

(1)P>P時，金屬被氧化，失去電子，溶解成金屬離子于溶液中，因此金屬電極本體接收電子而帶負電。

(2)P時，金屬陽離子得到電子被還元沉積于金屬電極表面上，金屬電極本身供給電子，因此金屬電極帶正電

(3)P=P時，沒有產生任何變化

設金屬與溶液的界面所形成的電極電位為E，當1mole金屬溶入于溶液中，則界面所通過的電量為nF，n為金屬陽離子之價數，即電子之轉移數，F為法拉第常數，此時所作功等于nFE

4.4電極電位在熱力學的表示法

電極反應是由氧化反應及還原反應所組成.

例如Cu?Cu⁺⁺+2e^-還原狀態氧化狀態可用下列二式表示之:

4.5電極電位之意義

(1)電解電位分類為三種:M/M⁺ⁿ即金屬含有該金屬離子的相接觸有二種形式:?金屬與溶液間之水大于金屬陽離子M⁺ⁿ與電子的結合力，則金屬會溶解失去電子形式金屬陽離子與水結合成為M^+nxH2O，此時金屬電極獲得額外電子，故帶負電這類金屬電極稱之陰電性，如Mg.Zn.及Fe等浸入酸..鹽類水溶液時產生此種電極電位MtM_(aq)⁺ⁿ+ne^-·金屬與溶液的水親合力小于金屬離子M⁺ⁿ與電子結合力時，金屬離子會游向金屬電極得到電子而沉積在金屬電極上，于是金屬電極帶正電，溶液帶負電o

(2)金屬M與難溶性的鹽MX相接觸，同時MX又與陰離子之KX相接觸，即(MxMX，KX)如化汞電極(Hg2Cl2)o

(3)不溶性金屬，如Pt，與含有氧化或還元系離子的溶液相接觸，例如PtxFe⁺⁺.FE⁺⁺或PtxCr⁺²，Cr⁺³等o

4.6界面電性二重層

在金屬與溶液的界面處帶電粒子與表面電荷形成的吸附層，偶極子的排列層以及擴散層等三層所組合的區域稱之為界面電性二重層。

4.7　液間電位差（liquidjunctionpotential）

又稱之為擴散電位差(diffusionpotential)，系由陰離子與陽離子之移動度不同而形成之電位差，通常溶液之濃度差愈大，陰陽離子移動度差愈大，則液間電位差愈大。

4.8　過電壓（overvoltage)

當電流通過時，由于電極的溶解、離子化、放電、及擴散等過程中有一些阻礙，必須加額外的電壓來克服，這些阻礙使電流通過，這種額外電壓消除阻礙者稱之為過電壓。此種現象稱之為極化(polarization)。此時陰極、陽極實際電位與平衡電位之差即為陰極過電壓、陽極過電壓。

過電壓可分下列四種：1.活化能過電壓（activiationovervoltage）

任何反應，不論吸熱或放熱反應皆有最低能障需克服，此能障稱為活化能，在電解反應需要額外電壓來克服活化能阻礙，此額外電壓之活化能過電壓，可用Tafel公式表示：

2.濃度過電壓（concentrationovervoltage）　

當電流變大，電極表面附近反應物質的補充速度及反應生成物逸散之速度不夠快，必須加上額外之電壓，以消除此阻礙，此額外電壓稱濃度過電壓。在電鍍時可增加溫度即增加擴散速率，增加濃度，攪拌或陰極移動可減少濃度過電壓，電流密度因而提高，電鍍的速率也可增加。

3.溶液電阻過電壓（solutionresistanceovervoltage）

溶液的電阻產生IR電壓降，所以需要額外的電壓IR來克服此電阻使電流通過，此額外電IR稱之溶液電阻過電壓。在電鍍時可增加溶液導電度，提高溫度以減少此電阻過電壓，有時此IR形成熱量太多會使鍍液溫度一直上升，造成鍍液蒸發損失需冷卻或補充液。

4.電極鈍態膜過電壓（passivityovervoltage）

電解過程，在電極表面會形成一層鈍態膜，如A1的氧化物膜，錯離子形成之阻力膜，此等膜具有電阻需要額外電壓加以克服，此種額外電壓稱之為鈍態膜過電壓。

4.9　分解電壓（decompositionpotential）

電壓愈大，電流愈大，反應速率也愈大，其電壓與電流的關系如圖所示。E點之電壓稱之分解電壓，亦稱之實際分解電壓(praticaldecompositionpotential).

5界面物理化學　

表面處理過程中，金屬會與水或液體接觸，例如水洗、酸浸、電鍍、涂裝、琺瑯等。要使金屬與液體作用，需金屬表面完全浸濕接觸，若不能完全接觸，則表面處理將不完全，無法達到表面處理的目的。所以金屬與液體接觸以接口物理化學性質對表面處理有十分重要的意義。

5.1　表面張力及界面張力

液體表面的分子在表面上方沒有引力，處于不安定狀態稱之自由表面，故具有力，此力稱之為表面張力。液體之表面張力大小因液體的種類和溫度而異，溫度愈高表面張力愈小，到沸點時因表面分子氣化自由表面消失，故張力變為零。液體和固體與別的液體交接的面也有如表面張力之作用力，稱之界面張力。

5.2　界面活性劑

溶液中加入某種物質，能使其表回張力立即減小，具有此種性質的物質稱之為界面活性劑。表面處理過程如洗凈、脫脂、酸洗等界面活性劑被廣泛應用對表面處理之光澤化、平滑化，均一化都有相當幫助。

6　材料性質

　表面處理工作人員必須對材料特性充份了解，表面處理的材料大多是金屬，所以首先要知道各種金屬的一般性質。例如色澤、比重、比熱、溶點、降伏點、抗拉強度、延展性、硬度、導電度等。