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基于《电镀工艺实验方法和技术》分析电镀工艺新技术和新经验在室内设计中的应用

2021-01-26戚久琳

电镀与精饰 2021年1期
关键词:镀层电镀室内设计

在当今时代,室内设计越来越受到人们的关注,如何通过室内设计营造良好的生活环境及展现个性特征成为人们的关注重点。电镀工艺作为一项重要的表面加工技术,逐渐在室内设计中得到广泛应用,而且随着电镀工艺的革新,室内设计效果也得到了显著优化。在研究电镀工艺新技术和新经验在室内设计中的应用时,相关人员可参考《电镀工艺实验方法和技术》一书,因为该书充分吸收了国内外电镀工艺新观念、新技术与新经验,能够帮助研究者对新型电镀工艺形成更加清晰的了解与认识。

《电镀工艺实验方法和技术》是由李华为编著、科学出版社出版的一本研究电镀工艺的书籍。该书共分为十二个章节,第一章为“绪论”,包括“电镀的含义、范畴和特点”“电镀的分类”“电镀工业的发展概况及展望”等;第二章为“电镀实验室基本常识”,包括“实验室安全知识”“电镀实验技术”等;第三章为“电镀前处理”,包括“粗糙平面的整平”“除油”“浸蚀”“分金属材料镀前的预处理”等;第四章为“单金属电镀”,包括“镀铜”“镀镍”“镀铬”“镀锌”“镀镉”“镀锡”“其它单金属镀层”等;第五章为“贵金属的电镀”,包括“镀金”“镀银”“镀铂系金属”等;第六章为“合金电镀”,包括“电镀合金的分类”“电镀合金的特点”等;第七章为“非金属电镀”,主要介绍了非金属材料电镀前的表面准备;第八章为“化学镀”,包括“化学镀镀层性能及其应用”“化学镀技术应用类型”“化学镀技术的应用”“化学镀技术展望”等;第九章为“金属镀层的退镀”,主要是通过多个实验进行说明;第十章为“金属的表面转化与着色”,包括“铝及铝合金的氧化与着色”“钢铁的表面转化”“铜和铜合金的氧化与着色”等;第十一章节为“镀层性能的测试”,包括“镀层外观”“镀层结合力”“镀层厚度”“镀层硬度”“镀层孔隙率”“镀层耐蚀性”等;第十二章为“电镀溶液性能的测试”,包括“PH的测定”“霍尔槽试验”“电镀液分散能力的测定”“电镀液覆盖能力的测定”“电镀液阴极电流效率的测定”“电镀液极化曲线的测定”等。

通过阅读《电镀工艺实验方法和技术》一书,读者可对电镀工艺流程更加了解,而书中所提供的各种实验更能让读者认识电镀工艺的具体操作方法。结合该书内容及实际情况可知,当前电镀工艺新技术包括六价铬替代工艺、纳米复合电镀工艺、非金属电镀工艺等,而新经验包括电镀前处理方式、电镀液配置方式、电镀后检测方式、退镀方式等。具体到室内设计中,这些新技术与新经验均能发挥相应作用,有效解决了传统工艺中存在污染性与安全隐患较大的弊端。

第一,六价铬替代工艺在室内设计中的应用。在电镀领域,镀铬工艺占据重要地位,原因在于镀铬层性能优良,不仅具有良好的化学稳定性,而且硬度很高。更值得注意的是,镀铬层在空气中钝化后形成的外表可呈现出贵金属性质,因此得到了大众的青睐。但传统的镀铬工艺会产生毒性极大的六价铬,如果这种物质进入人体,则会对人体健康造成严重损伤。为了解决这一问题,六价铬替代工艺成为重要研究内容。而从目前研究成果看,电镀锌三价铬钝化工艺、三价铬电镀工艺、锡钴合金电镀工艺、铝合金三价铬转化膜工艺、不锈钢无六价铬电解抛光工艺等成为六价铬替代工艺的重要组成。室内设计中开始使用这些新型电镀工艺,比如在对室内金属制品的设计中,可采用电镀锌三价铬钝化工艺进行处理,不仅能增强金属制品的抗腐蚀、耐摩擦等性能,还能通过着色剂调整使金属制品外观更加丰富,包括彩色钝化、蓝白钝化、金黄色钝化、军绿色钝化、黑色钝化等。外观多样化可更好地满足人们的室内设计要求,但更重要的是这种工艺的绿色环保性,如当前的蓝白钝化浓缩液完全符合清洁生产和环境保护要求,而且所形成的钝化膜与六价铬钝化具有相媲美的外观。

第二,纳米复合电镀工艺在室内设计中的应用。复合电镀技术的出现扩大了电镀工艺中镀层成分选择空间,既可选择纯金属,也可选择合金材料。除此之外,复合电镀技术还进一步提升了电镀产品各项性能,如硬度、耐腐蚀性、耐磨性等。纳米复合电镀工艺是复合电镀的新型研究成果,其优势在于形成了内部粒子联结更加紧密的纳米复合镀层,除了上述性能得到进一步优化外,电镀产品的光洁度、致密性等也得到了极大改善。以封闭式厨房灶台为例,由于灶台长期受到水汽、油烟、酸性物质等影响,各个部分均会出现不同程度的损伤,尤其是金属部分,更会在这样的环境中出现掉漆、生锈等现象,不仅影响美观,还会严重影响自身功能的发挥。更需注意的是,对于人体经常接触的部分如果生出毛刺,则会对人体造成划伤、擦伤等意外伤害。利用纳米复合电镀工艺可生产出性能更加良好的厨房灶台,而从目前情况看,纳米复合电镀工艺中已经引入了超声波电沉积技术,从而使电镀产品性能进一步提升。超声波电沉积技术解决了传统工艺中纳米粒子容易沉淀和聚合的弊端,使得镀液中的纳米粒子均匀分布,这不仅使纳米粒子在镀层中排列更加均匀,并且有利于细化镀层金属晶粒,促进镀层金属结晶数量大幅增加。

第三,非金属电镀工艺在室内设计中的应用。室内设计中会用到很多非金属材料,如塑料、陶瓷、玻璃、石膏、木材等,而要使这些材料使用寿命更长及外观效果更佳,施工人员可使用非金属电镀工艺进行处理。非金属电镀工艺包括多种技术类型,每种技术都有各自使用范围与产品特征,比如真空蒸镀是通过加热处理促进金属离子附着在产品表面,其镀层厚度可得到精密控制,并且镀层膜质较为疏松,适合制备柔软产品,如室内设计中防撞类产品;磁控溅射镀是利用真空粒子溅射完成金属粒子的沉积,而为了控制沉积方向,可使用磁力改变金属粒子的运动轨迹。这种技术主要用于非金属基材表面电镀,镀层质地紧密、光滑度良好,如家电产品外壳、家具表面等设计中均会应用这一技术,不仅具有良好的耐摩擦性能,而且外观精美能够满足人们的审美需求;多弧离子镀是通过电弧轰击促进金属离子化,而后再将金属离子飞溅到非金属基材表面完成电镀。这一技术有着较高的电镀效率,并且在高温下金属离子具有更强活动性,因此所获得的镀层膜质较优。由于电镀环境的高温特征,塑料、木材等并不适用这种电镀方式,而熔点更高的陶瓷则可采用。电镀瓷砖是目前较为火热的瓷砖类型,与普通瓷砖相比,这种瓷砖有着丰富的外观效果,不仅在颜色上多种多样,而且在彩雕电镀技术得到使用后,瓷砖的表面图案更是精彩纷呈、美轮美奂,成为设计者发掘更多创意的重要支撑。以上三种电镀技术均属于真空电镀工艺范畴,但由于技术水平限制,真空电镀工艺仍存在很多缺点。比如,与传统水镀工艺相比,真空电镀尽管可做出多种颜色效果,但因为过程控制难度较大,从而造成颜色效果与水镀存在差距。另外,真空电镀产品在硬度上也次于水镀,如上文提到的电镀瓷砖市场口碑并不尽如人意,很多消费者反映这种瓷砖耐磨性较差,在使用一段时间后便会出现“刮花”现象,严重影响室内外观效果。

第四,电镀前处理方式与电镀后检测方式对室内设计的影响。电镀前处理是电镀工艺的重要工序,处理效果如何会直接影响到最终产品质量。传统电镀前处理中包括电镀对象表面整平、除油、浸蚀等程序,而在实际操作中,由于除油和浸蚀两个程序分开进行,不仅会降低处理效率,还可能残留或者生成新的杂质。比如,在使用碱性除油法时,所残留的碱性溶液会与酸性溶液发生反应生成盐类物质,并在析干过程中以结晶体形态附着在电镀对象表面,如果依然按照既定程序进行电镀,则可能会使电镀产品出现“虚镀”现象。《电镀工艺实验方法和技术》一书中提供了“镀前表面联合除油除锈”实验内容,其中所用试剂是一体配置,除了能达到快速除油除锈效果外,还能缩小残留物质排查范围,从而获得更好的镀前处理效果。室内设计不仅追求良好外观,还对使用寿命极为重视,如果电镀产品因镀前处理不到位造成质量下降,外观受损只是次要后果,更严重的是金属镀层在脱落后容易经过风化漂浮在空气中而后被人体吸入,尤其是铬、镍等重金属一旦进入人体则难以排出,长期累积后则会对人体健康造成巨大伤害。从人体健康角度思考,电镀后检测工作的重要性不言而喻。为了保证电镀产品质量,该书所提及的计时液流法、称量法、金相显微镜法、磁性测厚仪测量法、贴滤纸法等均应在实际生产中得到切实使用,从而保证镀层结合力、厚度、硬度、孔隙率、耐蚀性等均达到合格标准。

第五,电镀液配置方式对室内设计的影响。电镀溶液在电镀工艺中发挥重要作用,其配置效果会影响镀层质量。电镀溶液的主要成分是主盐和导电盐,主盐的作用是提供金属离子,导电盐的作用是提升溶液导电能力。在具体配置中,要保证溶液的电流效率,一方面是提高阳极电流密度,保证阳极处于活化状态从而使金属离子充分供应;另一方面是提高阴极电流密度,加快金属离子沉积速度。实现这一目标的主要方式是添加阳极活性剂,但其剂量需得到合理控制,因为每种电镀产品会有对应的电流效率。比如,在制备防护性电镀产品时,电流密度应适当增大,此时镀层晶粒较粗,因而会具有更高强度;而在制备装饰性电镀产品时,电流密度则要降低,目的是提升溶液的分散能力并使镀层晶粒细化,从而为获得更为细致、丰富的装饰效果提供支持。在检测电镀溶液是否符合生产要求时,相关人员可采用电镀液分散能力测定、电镀液覆盖能力测定、电镀液阴极电流效率测定、电镀液极化曲线测定等方式,而后根据检测结果做出调整,如此反复进行,直到获得符合标准的电镀溶液。

综而言之,《电镀工艺实验方法和技术》一书中所引入的新技术、新经验等具有重要的研究价值,但相关人员在研究时不能一味照搬,而要基于实际情况灵活运用与积极创新,这样才能为电镀工艺在室内设计中的更好运用提供有力支撑。

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