室內(nèi)設(shè)計(jì)中電鍍合金技術(shù)的應(yīng)用

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科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的長足進(jìn)步。與此同時(shí)，人們對于材料表面的性能要求也越來越高。電鍍合金技術(shù)作為最有效的材料表面處理技術(shù)之一，是電子、五金、汽車、機(jī)械等行業(yè)產(chǎn)品制作的重要核心技術(shù)，其不僅能夠使各種材料得到特殊的表面性能，而且種類繁多、可供選擇的范圍廣，已成為應(yīng)用最廣泛的材料表面加工技術(shù)，在室內(nèi)設(shè)計(jì)中同樣得到了廣泛應(yīng)用。由陳治良編著、化學(xué)工業(yè)出版社出版的《電鍍合金技術(shù)及應(yīng)用》一書，是針對電鍍合金技術(shù)的專業(yè)著作，該書在介紹常見的金屬結(jié)構(gòu)的專業(yè)理論知識的基礎(chǔ)上，對于合金沉淀技術(shù)的方法、過程、影響、計(jì)算進(jìn)行了全面闡述，并對合金沉積技術(shù)相關(guān)的電化學(xué)方法、電極電位計(jì)算進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹，深刻而全面地闡述了電鍍合金技術(shù)及其基本理論，可用于大?；蚋叩仍盒Ｊ覂?nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)、電鍍、電化學(xué)加工專業(yè)相關(guān)師生的教輔用書，還可供其他電化學(xué)專業(yè)人士、技術(shù)人員、室內(nèi)裝飾施工人員及對電鍍合金感興趣的人員閱讀借鑒，具有較強(qiáng)的專業(yè)性?！峨婂兒辖鸺夹g(shù)及應(yīng)用》全書共分為十二章。第一章以合金電鍍?yōu)榛A(chǔ)，對金屬的結(jié)構(gòu)、成鍵與能帶模型等專業(yè)概念理論進(jìn)行了詳細(xì)介紹。第二章圍繞合金沉積的電極電位，對電極電位之間的相互作用、影響、分類等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。第三章與第四章分別介紹合金沉積的傳質(zhì)過程與合金電沉積過程中電子轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)過程，并對這些化學(xué)過程中所發(fā)生的影響、化學(xué)規(guī)律等做了詳細(xì)分析闡述。第五章從金屬電沉積的基本歷程、特點(diǎn)等方面介紹了各類合金沉積的結(jié)晶過程和方法。第六章具體介紹合金電沉積的研究方法。第七章介紹合金鍍層的陽極及金屬鈍化等內(nèi)容。第八章針對合金鍍層的金屬陽極相關(guān)理論及一般特點(diǎn)等內(nèi)容進(jìn)行具體闡述。第九章至第十一章分別介紹了鋅基合金電鍍工藝、錫基合金電鍍工藝、鎳基合金電鍍工藝及其他二元合金電鍍工藝。第十二章具體介紹了多元合金電鍍工藝。該書從專業(yè)性角度對合金沉積的相關(guān)基礎(chǔ)概念進(jìn)行了詳細(xì)而深入的分析闡述，內(nèi)容全面、條理清晰，為我國材料表面技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了重要的理論基礎(chǔ)。電鍍合金是指利用電化學(xué)方法使兩種或兩種以上的金屬實(shí)現(xiàn)共同沉積的歷史悠久的材料表面處理技術(shù)，具有硬度高、密度強(qiáng)、耐腐蝕強(qiáng)及良好的裝飾性等優(yōu)點(diǎn)，在日常生活中得到廣泛應(yīng)用，成為國民經(jīng)濟(jì)中不可或缺的重要資源?，F(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)不僅要考慮對室內(nèi)藝術(shù)環(huán)境的改善，同時(shí)要考慮到使用材料的功能性。因此，電鍍合金技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，不僅具有良好的裝飾作用，而且還具有絕熱、防潮、防火、吸聲、隔音等多種功能，對建筑物主體結(jié)構(gòu)有著重要的保護(hù)作用，兼具美觀和實(shí)用兩種性能，成為現(xiàn)代建筑裝飾不可缺少的重要材料處理技術(shù)。結(jié)合《電鍍合金技術(shù)及應(yīng)用》一書，廣大讀者可明確以下內(nèi)容：

一、合金電鍍的分類

現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展使得電鍍技術(shù)有了長足進(jìn)步，電鍍金屬根據(jù)傳統(tǒng)應(yīng)用區(qū)域可分為三大類，即防護(hù)性合金鍍層、裝飾性合金鍍層及功能性合金鍍層。其中，功能性合金鍍層的應(yīng)用是發(fā)展最快和最為重要的一個(gè)領(lǐng)域。首先，防護(hù)性合金鍍層。顧名思義，防護(hù)性合金鍍層主要用來增強(qiáng)之間材料的表面防護(hù)性，提高材料的抗腐蝕性。同時(shí)，防護(hù)性也是合金電鍍層中最基本的性能。尤其是對于產(chǎn)品使用環(huán)境較差的鋼鐵基體來說，在這些材料上使用陽極鍍層合金，能夠通過合理的電鍍合金技術(shù)提高材料表面的抗腐蝕性能。以鋅鎳、鋅鐵、鎘鈦等合金鍍層為例，這些鍍鋅層在防護(hù)性電鍍中占有較大比重，在材料表面起著重要的電化學(xué)保護(hù)作用，常應(yīng)用于汽車等對耐腐蝕要求較高的材料場合。此外，多層鎳防護(hù)鍍層也在合金電鍍層中占有較大比重，以醫(yī)療器械和家用電器設(shè)備表面的電鍍層為例，對于這些高性能產(chǎn)品的防護(hù)要求更高，其中多層電鍍手段就起到了重要作用。其次，裝飾性合金鍍層。裝飾性合金鍍層是以替代貴金屬物品在室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)中起到裝飾性的美感作用，提高室內(nèi)裝修的空間設(shè)計(jì)價(jià)值。這是人們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|最多的電鍍層，例如人們經(jīng)常以銅鋅合金代仿金鍍層、以錫鈷鋅代鉻鍍層等等，裝飾鍍鉻為該類合金鍍層技術(shù)的典型代表。我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷钠嚨妮嗇?、浴室的花灑、門把手及到處可見的白亮鏡面等，這些都是通過在材料表面進(jìn)行鍍鉻層覆蓋而得到的，主要起到室內(nèi)裝飾的效果，同時(shí)具有一定的材料保護(hù)作用。此外，隨著技術(shù)的發(fā)展，更多的彩色裝飾性鍍層也日益凸顯，技術(shù)人員利用合金鍍層氧化變色的原理，進(jìn)一步研究出槍色、黑色等各類特殊色調(diào)的裝飾鍍層。這些鍍層除了具有良好的裝飾性能之外，還具有了單一鍍層無法比擬的物理及化學(xué)防護(hù)性能，被用于五金、燈具、飾品等常見的日常裝飾類物品中，是合金鍍層發(fā)展過程中最重要的一類裝飾性鍍層。最后，功能性合金鍍層。與前兩類合金鍍層相比，功能性合金鍍層在日常生活中有著更為廣泛的應(yīng)用，已成為電鍍制造中一個(gè)非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域。這是因?yàn)楝F(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了產(chǎn)品種類的繁榮，與此同時(shí)，人們對于產(chǎn)品的功能要求也逐步增多，除了材料結(jié)構(gòu)上的保證，很多功能性需求也需要電鍍合金技術(shù)加以支持?！峨婂兒辖鸺夹g(shù)及應(yīng)用》一書中同樣提到功能性合金鍍層包括可焊合金、耐磨合金、電磁性合金、光學(xué)性合金鍍層等，這類鍍層有著其他鍍層所不具備的機(jī)械性功能、電性功能及其他特殊應(yīng)用功能。其應(yīng)用面廣、涉及種類多，具有極強(qiáng)的創(chuàng)新價(jià)值，是合金電鍍加工行業(yè)中最具發(fā)展?jié)摿Φ碾婂兗夹g(shù)。例如，在人們?nèi)粘８拍钪兴芰鲜遣粚?dǎo)電的，但部分特殊的要求下需要塑料導(dǎo)電，于是即可利用特殊電鍍合金工藝在塑料表面鍍上一層導(dǎo)電金屬，這樣塑料就具備了導(dǎo)電性能。

二、電鍍合金技術(shù)的特點(diǎn)

第一，可沉積品種繁多的合金品種。對于合金的獲取，有電鍍法與火法冶金兩種方式，但相比于火法冶金，電鍍合金法有著不可比擬的優(yōu)勢，可制作出品種更多且適用范圍更廣的合金品種。同時(shí)，電鍍合金技術(shù)能夠得到冶金技術(shù)下難以提煉到的合金，尤其是是以鎳磷合金、鎳硼合金為代表的非晶態(tài)合金。非晶態(tài)合金由于其原子排列是無序的，且存在晶格錯(cuò)位、晶粒間歇等微觀結(jié)構(gòu)缺陷，所以不會(huì)出現(xiàn)偏析等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致技術(shù)人員得到各向同性的均勻合金，而這種特殊的特征幫助非晶態(tài)合金在化學(xué)、物理以及力學(xué)性能上都優(yōu)于晶態(tài)合金，進(jìn)一步擴(kuò)大了自身的適用范圍。第二，通過電鍍合金技術(shù)，能夠提取出難以單獨(dú)電沉積制取出的元素合金，具有較強(qiáng)的可操作性。不同于一般材料，金屬材料可采用簡單的物理方法改變其性能、形狀等物理特征，金屬材料的性能改變需借助特殊的物理方式或者各類化學(xué)方式。然而，對于單獨(dú)不可能電沉積的金屬或元素來說，一般的物理方法則不適用，此時(shí)就需要借助電鍍合金技術(shù)來得到所需的物質(zhì)材料。通過電鍍合金技術(shù)，能夠使不可能單獨(dú)電沉積的金屬元素轉(zhuǎn)變?yōu)榭膳c合金成分共沉積的金屬，并且形成優(yōu)于之前的金屬物理性能，具有更高的使用價(jià)值。例如前面已提到鎳磷合金、鎳硼合金中的金屬元素就是通過合金技術(shù)來改變其性能的。第三，有效提高合金性能，并有利于開發(fā)出新的合金和復(fù)合鍍層。例如通過電鍍合金技術(shù)而得到的鎳磷合金和鎳硼合金，相比熱熔法得到的合金就有更強(qiáng)的硬度和更好的耐磨性，一定程度上拓寬了自身的使用范圍。同時(shí)，利用電鍍合金技術(shù)能夠有效開發(fā)出新的復(fù)合鍍層與合金，在新材料的獲得、新型傳感器制造、新型生物材料等方面都通過利用新型合金技術(shù)大大拓展了電鍍合金技術(shù)的應(yīng)用選擇性。突破了傳統(tǒng)的電鍍合金利用范圍，拓展到更多的新興領(lǐng)域。以復(fù)合合金為例，作為現(xiàn)代新材料，其是電鍍合金技術(shù)成熟的發(fā)展的重要代表，極具當(dāng)代應(yīng)用價(jià)值。電鍍合金以其優(yōu)越的金屬穩(wěn)定技術(shù)性能在現(xiàn)代制造也中有著越來越多的應(yīng)用，并且有著廣闊的發(fā)展前景，這在室內(nèi)設(shè)計(jì)中也不例外。

三、電鍍合金技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

第一，鍍鉻層在家用水龍頭中的應(yīng)用。高雅的造型設(shè)計(jì)、裝飾性的表面鍍鉻層使得水龍頭具有精致細(xì)膩、如鏡面一般的拋光效果，在提高產(chǎn)品的耐磨性和耐蝕性的同時(shí)將造型和材料表面效果完美結(jié)合在一起，具有極強(qiáng)的裝飾效果。第二，電鍍合金技術(shù)不僅能夠應(yīng)用于金屬表面，還可利用其自身的表面披覆處理技術(shù)運(yùn)用玻璃材質(zhì)覆蓋金屬表面，再進(jìn)行燒制加工，從而形成獨(dú)具特色的室內(nèi)裝飾品，也就是古時(shí)人們常說的琺瑯。這種工藝加工技術(shù)不僅能夠使金屬材料表面變得更為堅(jiān)硬，而且能夠賦予產(chǎn)品表面更加透亮的光澤和艷麗的色彩，不僅具備金屬材料的耐蝕性和耐磨性，而且具備瓷器裝飾的特殊美學(xué)效果，在室內(nèi)設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛，但其缺點(diǎn)在于經(jīng)過電鍍合金技術(shù)表面披覆處理的工藝品不耐沖擊、脆性高，且在急冷或急熱的沖擊下易變形脫落，因此需要人們格外注意。第三，電鍍鋅對于室內(nèi)磁性材料的保護(hù)應(yīng)用。電鍍合金技術(shù)形成的電鍍層通常只適用于防止大氣腐蝕，故一般都是陽極性保護(hù)鍍層，其原理是使陽極優(yōu)先腐蝕從而保護(hù)了基體材料。而電鍍鋅層就是典型的陽極性鍍層，由于其鍍層厚度所限，所以其主要應(yīng)用于小五金工件及磁性材料的室內(nèi)保護(hù)。如家用的開關(guān)、電表、傳感器，甚至人們?nèi)粘Ｓ玫亩鷻C(jī)等都是磁性材料，而在這些磁性材料的表面進(jìn)行電鍍鋅的處理，能夠有效增強(qiáng)其自身的磁性能，同時(shí)還具有透亮拋光的裝飾作用，能夠極大提高室內(nèi)設(shè)計(jì)的整體空間美感。電鍍合金技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，其以優(yōu)異的工藝性能，能夠按照設(shè)計(jì)師的構(gòu)思實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多種造型，廣泛應(yīng)用于室內(nèi)家裝設(shè)計(jì)中，是設(shè)計(jì)師快速實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)思的重要途徑?？萍嫉陌l(fā)展使得越來越多的電鍍合金工藝處理技術(shù)被發(fā)明出來，對于我國電鍍合金技術(shù)的未來發(fā)展方向具有重要影響?！峨婂兒辖鸺夹g(shù)及應(yīng)用》一書從專業(yè)角度，詳細(xì)而深刻地為讀者解釋了電鍍合金技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，在介紹電鍍合金工藝技術(shù)的理論基礎(chǔ)上全面闡述了電鍍工藝手段的實(shí)施，極具理論性與實(shí)操性，對于專業(yè)讀者來說有很大的借鑒討論價(jià)值。

作者：郭爽 單位：河南工學(xué)院藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院