电镀基本计算(附录三)
1.0 法拉第定律
法拉第定律又叫电解定律，是电镀过程遵循的基本定律。法拉第(Michael F
araday l791-1867)是英国著名的自学成才的科
学家，他发现的电解定律至今仍然指导着电沉积技术，是电化学中最基本的
定律，从事电镀专业的工作者，都应该熟知这一
著名的定律。它又分为两个子定律，即法拉第第一定律和法拉第第二定律。
(1)法拉第第一定律法拉第的研究表明，在电解过
程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比。当
我们讨论的是金属的电沉积时，用公式可以表示
为：
M=KQ=KIt
式中M一析出金属的质量；
K—比例常数；
Q—通过的电量；
I—电流强度；
t—通电时间。
法拉第第一定律描述的是电能转化为化学能的定性的关系，进一步的研究表
明，这种转化有着严格的定量关系，这就是法拉
第第二定律所要表述的内容。
(2)法拉第第二定律电解过程中，通过的电量相同，所析出或溶解出的不同物质的物质的量相同。也可以表述为：电解lmol
的物质，所需用的电量都是l个“法拉第”(F)，等于96500庫仑，或者26．8 A•h。
1F=26.8A•h=96500庫仑
结合第一定律也可以说用相同的电量通过不同的电解质溶液时，在
电极上析出(或溶解)的物质与它们的物质的量成正比。由于现在标准
用语中推荐使用摩尔数，也可以用摩尔数来描述这些定理。所谓摩
尔是表示物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏伽德罗常数个微粒。
摩尔简称摩，符号mol。由于每mol的任何物质所含的原子的数量
是一个常数，即6.023 ×1023，这个数被叫作阿伏伽德罗常数。
说明：上面的代号是定律的表达，我推荐的计算用代号见下述。
2.0 电化学常数(C)：
电化学常数(C)与电镀的电材质有关。
材质名称C--- (G/I-t)
式中：G---电镀镀上基体上的量(g)
I--电镀使用用电流(A)
t---电镀使用时间(h)
铜(Cu) 1.186 (二价铜)
锌(Zn) 1.2196
锡(Sn) 2.214
铜(Cu) 2.271 (一价铜)
对於合金的电化学常数(C)要按它的组分来计算，下面对黄铜合金示例：
例：67.5﹪合金黄铜的电化学常数(C)
计算公式：
C(Cu-Zn)=1/(Cu﹪/C-Cu -Zn﹪/C-Zn)
C(Cu-Zn)=1/(0.675/2.371-0.325/1.2196)=1.8143 g/A-h(克/安培-小时)
3.0 钢丝线密度(g)：
计算公式：
g=6.16d²(见结构计算)
4.0 镀层重量：
命名：δ---镀层厚度(μ) μ=微米d---钢丝直径(mm)
W---单位镀层重量(g/Kg)
公式：δ=kdw
k---镀层材质常数
k的计算式为
k=γ-s/4γ-c
γ-s----基体材料比重
γ-c----镀层材料比重
下列常数中基体材料为轧制钢，比重采用7.85。
镀层材料为黄铜(Cu-67.5﹪)比重为8.34。(铜比重为：8.94，锌比重为：7.21)
不同比例的合金的K值可以用下式计算。
Ccu-zn=1/(Cu﹪/Ccu)+( Zn﹪/Czn)
镀层材质K 常数可在相关手册中查到。
镀层材质k(镀层材质常数)
铜 0.22
锌 0.275
黄铜(Cu-67.5﹪) 0.235 (如氰化体系镀黄铜时需用合金的常数)
说明：表这镀层重量它有二种表述形式。
其一：镀层重量的定義是：每公斤钢丝上镀层金屬的重量。这如上式表述。这类表述在钢帘线生产工艺中广泛采用。
其二：镀层重量的定義是：每平方米钢丝表面上镀层金屬的重量。这类表述在镀锌类生产工艺中广泛采用。
两者的关係式如下：
δz=δ(γ-c)
5.0 电流效率(η)：
电流效率(η)定義是电镀计算所需电流和实际使用电流之比，以百分率表示。
电流效率数值在0-100之间。
也有在记录数据中出现大於100的，这时要查工艺中是出现化学置换反应。
6.0 阴極电流密度：
阴極电流效率(Dk)定義是：阴極单位面积所通过的电流。
表达式： Dk=I/F (A/dm平方) 式中F是：阴極面积。使用单位是：平方分米。
I 是：阴極所通过的电流。使用单位是：安培。
在电镀工艺中电流密度有特殊意義。它表示不同电镀工艺的电镀液体系特征。
7.0 电镀工艺计算：
钢帘线工艺中的电镀工艺计算一般是巳知其它工艺参数条件下计算
工艺选用电流。
这里推荐一个无量纲准数式，暂命名‵Sheng′准数。
式： CI/wgv=0.06
C----电化学常数 w/It (克/安培-小时)
I----阴極电流(每根钢丝) A (安培)
w----镀层重量 g/Kg (克/公斤)
g----基体钢丝线密度 g/m (克/米)
v----电镀速度 m/min (米/分)
例：
命题：己知电镀工艺要求和装备参数：()
求：使用理论电流(安培)
DV值钢丝直径选用速度镀层重量(铜) 作业线头数
60 1.45 41.4 3.5 48
计算：参数代入上式得每根钢所需施加的电流。
C=1.8143 w=3.5 g=12.95 v=41.4 I= 94.93
要计算作业线施加的总电流，只要上述计算电流乘以钢丝头数即得。
说明：计算理论电流数后应：
a----计算实际需施加的电流，使用电流效率的经验值和5.0节电流密度的公式计算。
b----核算实际施加的电流的阴極电流密度，使用6.0节阴極电流密度的公式计算。
电流密度的计算值必需符合工艺规范。
8.0 电镀装备参数核算
在设计或采购装备时，对电镀线的参数可用Dk这个公式来核算。
9.0
