在前段时间被爆出的东京奥运会金牌掉皮事件，很显然，金牌不是纯金打造的，这点没什么可争论的，毕竟这点已经是共识，根据国际奥委会的相关规定，每块金牌至少要包含6克黄金和92.5%的白银，金牌的制作直径最少60mm，厚度至少要有3mm，也就是说，金牌是用银质作为基底，在基底的表面再镀覆一层金，给金牌镀金的工艺有电镀、化学镀、真空镀，大家认为采用了哪一种工艺呢？镀层剥落的原因是什么？（大家如果感兴趣可以先自行分析，或者从网上寻找一些解释或答案，或者看完本文，你可能就有自己的答案了）

　　表面金属镀膜技术是对基体表面进行装饰、防护以及获得某些特殊性能的一种表面工程技术，同时也是一种金属沉积技术，也是一种表面金属镀膜技术。具体分类如下

　　电镀，即水镀或水电镀，一般情况下，如果没有特别说明习惯直接叫做电镀，电镀是利用电解的原理将导电体（待镀工件）铺上一层金属镀层的方法，注意是电解的原理，咋一看，跟阳极氧化的原理很相似，都是阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，只不过由于电解液的不同反应生成的物质不一样罢了，阳极氧化的原理可查看之前的文章：腐蚀的艺术：阳极氧化的机理。

　　阳极氧化是在酸性电解液中进行，工件为阳极；而水镀则相反，是指在含有预镀金属的盐类溶液中，以待镀工件为阴极，镀层金属或其他不溶性材料做阳极，通过电解作用，使镀液中预镀金属的阳离子在待镀工件表面被还原并沉积出来，形成镀层的一种表面加工方法。

　　在电源的作用下，电流通向阳极，阳极板不断失去电子，失去电子的金属铜离子扩散到镀液中（即阳极的溶解过程）；失去的电子在电源电势的驱动下，向电流反方向运动，通过直流电源富集到阴极上，铜离子在阴极上不断得到电子而还原成金属镀层。

　　注意，电镀是要在通电的情况下进行的，所以，阴极和阳极材料必须要能传导电，因此，对于塑胶件的电镀，由于塑胶件是非导电体，不能马上拿来电镀，需要进行前处理，其中最重要的一步就是化学镀。

　　化学镀是一种自催化镀，不需要通电，依据氧化还原反应原理，利用强化还原剂在含有金属离子的溶液中，将金属离子还原成金属而沉积在各种材料表面形成致密镀层的方法。

　　2、初生态原子氢被吸附在催化金属表面上使其活化，使溶液中的镍阳离子还原，在催化金属表面上沉积金属镍：

　　3、催化金属表面上的初生态原子氢使次亚磷酸根还原成磷；同时，由于催化作用使次亚磷酸根分解，形成亚磷酸；原子态的氢气还会合成氢气放出:

　　所以，由以上反应可知，除了镍以外，还形成了磷，它与镍一起形成镀层成分，因而用次亚磷酸盐反应形成的化学镀镍层实际上是含2-15%磷的镍磷合金。

　　化学镀的目的是在塑料制品表面生成一层导电的金属膜（一般镀铜或者镀镍），给塑料制品电镀金属层创造条件。

　　实际上，化学镀的作用远远不止于为塑胶件的电镀做前处理，传统上，化学镀同样可以作为一种表面处理方法应归属于电镀，是电镀的一个镀种。但化学镀不同于常规电镀，化学镀与常规电镀从原理上的区别就是电镀需要外加的电流和阳极,而化学镀是依靠在镀件表面的镀层所发生的自催化反应。其特点如下：

　　只要催化基体与溶液接触到就可以施镀，几乎是基体形状的一个复制，达到仿形的程度，不会像电镀一样，出现由于电力线分布不均匀而引起的镀层厚度不均的现象。

　　电镀无法对一 些形状复杂的工件进行全表面施镀，但化学镀可以对任何形状工件施镀。特别适用于形状复杂、深盲孔及精度要求高的细小及大型部件的表面强化处理。

　　化学镀可以对各种材料制成的镀件进行金属镀覆，包括半导体及非导体，如玻璃、陶瓷、塑料等，而电镀主要适应金属件，少部分塑胶件需要化学镀前处理。

　　其表面硬度可在Hv0.1=550-1100kg/mm2（相当于HRc =55-72）的范围内任意控制选择；处理后的机械部件，耐磨性能好，使用寿命长，一般可提高3-4倍，有的可达8倍以上。

　　1、电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快得多，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成，而化学镀则必须控制反应速度，不能过快，否则就会产生各种镀层缺陷。

　　2、化学镀与电镀相比，所用的溶液组成复杂、稳定性较差，且溶液的维护、调整PH和再生都比较麻烦，材料成本费较高。

　　4、化学镀层的装饰性不如电镀，化学镀目前市场上应用较多的为纯镍磷合金的一种颜色，而电镀可以实现很多色彩。

　　所以，电镀工艺也有其不能为化学镀所代替的优点，首先是可以沉积的金属及合金品种远多于化学镀，和化学镀相比，电镀最大的优势在于效率高，镀层生长可以非常迅速。其次是价格比化学镀低得多，工艺成熟，镀液简单易于控制，基于这些优点，使得电镀工艺在工业上的规模化应用成为可能。

　　但是电镀有一个致命的缺点是：目前采用的电镀很多都是氰化物电镀，氰化物有剧毒，对环境都是一大危害，电镀产生的废水废气的都是污染环境的；环保问题也成为制约电镀行业发展的瓶颈。

　　无论化学镀还是电镀，都有优缺点，当某一零件的表面需要金属镀层时，该选择电镀还是化学镀？可以从以下几个方面考虑：

　　如果主要为了取得较高的耐腐蚀性或耐磨性，那么化学镀法通常是更好的选择，因为由此产生的镀件往往非常坚硬，孔隙性更小，因此更耐腐蚀，更耐磨；

　　所有镀层都能对机体金属有一定的保护作用。使基体不受腐蚀，但不同的镀层对基体金属保护的作用原理是不同的。根据保护作用的性质，或者说根据镀层与基体之间的电化学关系，可以将镀层分为阴极性镀层和阳极性镀层。

　　从化学的角度看，金属的活泼程度是不一样的，并且是以能不能从酸中置换出氢离子或其他金属离子来判断其活泼性的，这种活泼性顺序就是金属的电化序，也是判断镀层极性的重要根据。

　　1）阳极性镀层：镀层金属的活泼性比基体金属的强。在使用条件下，镀层遇有腐蚀介质时，镀层先腐蚀而基体不受腐蚀，具有牺牲镀层保护基体的特点，这种镀层就是阳极性镀层。典型的如钢铁上的镀锌。

　　2）阴极性镀层：金属基体的活泼性比金属镀层的强。在使用条件下，只有镀层完整的将基体包覆起来，才能起到保护基体的作用。如果镀层不完整或有孔隙、破损，当发生腐蚀的时候，基体会受到腐蚀而破坏，镀层反而不发生腐蚀，并且因此而使基体腐蚀速度更快，这种镀层就是阴极性镀层。比如钢铁上的镀铜、镀镍等。由于阴极性镀层只有完整和具有一定的厚度且孔隙率要尽可能低，这样才对基体有保护作用，因此从防护的角度考虑应该尽量采用阳极性镀层，对阳极性镀层，镀层的厚度对防护能力有决定性影响。

　　需要注意的是：金属的电极电势随介质与工作条件的不同而发生变化，因而镀层究竟是阳极性镀层，还是阴极性镀层，要看镀层所处的介质和环境来确定。如对铁而言，在一般条件下锌是典型的阳极性镀层，但在70~80℃的热水中锌的电极电势却变得比铁高，因而成了阴极性镀层。再如锡对铁来说，在一般条件下是阴极性镀层，但在有机酸的介质中却变成阳极性镀层。在一般条件下,镉对钢铁为阴极性镀层，在海洋性和高温大气中为阳极性镀层。金属铬在空气中容易钝化生成钝化膜，因而改变了铬的电位，因此铬对铁就成了阴极性镀层。

　　防止基体金属在大气或其他环境中发生腐蚀的镀层叫防护性镀层。如钢铁件上的锌、镉、锡等镀层以及锌基合金镀层(锌-铁、锌-钴、锌-镍等)属于此类镀层。对于钢铁件，

　　2）在潮湿和海洋性大气中，可用镀镉层保护；考虑到镉对环境污染的严重性，近年来多采用锌基合金镀层取代镀镉层。

　　3）在食品加工行业，锡镀层对有机酸有很好的耐蚀性，它不仅防锈力强，且产生的腐蚀化合物对无害。

　　既能防止基体金属发生腐蚀又具有美观的镀层称为防护装饰性镀层。如钢铁件上的铜/镍/铬镀层，镍-铁/铬镀层，铜-锡/铬等。它要求镀层既能防腐蚀，又具有装饰性。这类镀层往往是先镀“底层”，再镀“表层”，有时还有“中间层”。之所以如此，是因为很难找到一种单一的金属镀层能够同时满足防护与装饰的双重要求。一些镀层金属虽然防腐蚀能力很强，但在使用环境下它不能持久保持光泽。另外一些镀层金属虽然防腐蚀能力较差，但它能赋予制品外表经久不变的光泽，且不易磨损。因此，利用多层电镀彼此间的长处对其进行搭配使用，弥补相互的缺陷，从而得到既耐腐蚀又美观耐磨的多层防护-装饰性镀层。

　　为了达到这个效果，常用的三层镀层：铜/镍/铬镀层，先镀铜作为底层，增强电镀的附着力，再镀镍作为中间层，镍层(包括半光镍和全光镍)起到了抗腐蚀的作用。而由于镍本身材质硬度不高且颜色偏暗，因此，会在镍层上再镀一层铬层，起到硬化表面同时提高亮度的作用。

　　可使局部磨损的工件局部或整体加厚或恢复尺寸的镀层叫修复性镀层。一些主要的机械零部件，如火车、汽车。石油化工等机械上的大轴、曲轴、齿轮等都可以进行电镀修复，以延长使用寿命，深井泵轴等可用电镀硬铬、镀铁加以修复。

　　功能性镀层是利用镀层金属的各种机械、物理、化学性能来满足各类场合的需要，根据镀层的性能，又可将它们分为以下主要的几类。

　　1）耐磨和减摩镀层，靠提高制品的表面硬度来增加其抗磨损能力，在工业上多采用镀硬铬，如各种轴和曲轴的轴颈、印花辊的辊面、发动机的汽缸内壁和活塞环、冲压模具的内腔等;以铅-锡合金、铅-锡-铜合金等作减摩镀层，用于滑动接触面，起润滑作用，从而减少滑动摩擦。

　　2）抗高温氧化镀层，对可能在高温下被氧化(高温腐蚀)的零部件表面镀高温抗氧化层，以提高零部件表面的抗高温氧化能力。如喷气发动机转子、叶片等高熔点的金属材料制作的某些特殊用途的工件需镀镍、镀铬。镀铂-锗合金;在某些情况下，还使用复合镀层，如镍-氧化锗。镍-氧化铝等来提高金属材料的抗高温氧化性能。

　　3）磁性镀层，在电子计算机设备中的磁环、磁鼓、磁盘、磁膜磁储存部件，均需使用磁性材料。常用的磁性合金镀层有钴-镍、镍-铁、镍-磷-钴等。目前多采用电镀和化学镀方法来制备磁性材料，以满足这方面的要求。通过改变电镀工艺参数，还可以调整镀层的磁性能参数。

　　4）可焊性镀层，一些电子元器件组装时，需要进行钎焊。为了改善它们的焊接性能，通常镀的锡、银或锡-铅合金。金等都属于此类镀层。若同时要求耐磨，可镀以银-锑合金。金-钴合金、金-锑合金等。

　　5）其他功能镀层，在生产实践中应用的其他功能镀层还有很多。如为了增强钢丝与橡胶热压时的贴合性，可以在钢丝上镀黄铜(铜-锌合金) ;为提高表面导电性能的镀层，可镀铜或镀银，既要求导电性能好，同时还要具有一定的耐磨性时，则应镀以金或银合金;为了抵抗硫酸及铬酸的腐蚀，可以镀铅。为防止局部渗碳需镀铜，防止局部渗氮则应镀锡;为了增加反光能力，可以镀铬、银或高锡青铜;为了消光或吸收光能转变为热能，可镀黑镍、黑铬等。

　　多层镀层可由不同金属镀层组成，如铜/镍/铬三层结构;也可由相同金属组成，如高耐蚀性的双层镍和三层镍等。

　　是以金属为基，非金属或金属微粒为分散相，组成弥散结构的镀层，即复合镀层，具有高耐磨，高耐蚀性。利用复合镀技术，改善材料表面结构或状态，提高材料的使用功能，扩大材料的应用范围，获得具有一定功能的镀层，乃是电镀的发展趋势

　　塑料的种类很多，理论上塑料都可以电镀，只是难易而已。但是有的塑料与金属镀层的结合力很差，没有实用价值；有些塑料与金属镀层的某些物理性质如膨胀系数相差过大，在高温差环境中难以保证其使用性能。目前常用电镀塑料为电镀级ABS，或者含有ABS成分的，比如PC+ABS。其他的如PP、PA、PSF、PC、PTFE等也有成功电镀的方。