脉冲电镀是一种通过脉冲电源替代直流电源的电镀技术。这种技术可以通过控制波形、频率、通断比以及平均电流密度等参数，使得电沉积过程在广泛的范围内发生改变，从而在特定的镀液中获得具有特殊性质的镀层。
原理
脉冲电镀原理在于使电镀回路周期性地接通和断开，或者在固定的直流基础上叠加某一特定波形的脉冲。相较于传统的直流电镀，脉冲电镀具有镀层平整致密、附着力强，电流效率高、环境友好等特点。脉冲电镀常用的脉冲方式包括单向脉冲和双向脉冲，常见的脉冲波形为矩形波和正弦波。脉冲电镀过程中，由于存在关断时间，被消耗的金属离子能够在此期间扩散至阴极附近，从而使下一个导通时间到来时，阴极附近的金属离子浓度得以恢复，这使得脉冲电镀能够以更高的电流密度进行操作。脉冲电镀的峰值电流可以显著高于平均电流，促进晶种的快速形成，抑制晶体长大，从而实现镀层结晶细化，减少孔隙，提升硬度。
特点
优点
脉冲电镀相对于直流电镀具有多方面的优势，包括但不限于：
- 改善镀层结构，使其晶粒细小，致密、光亮、均匀。
- 提升分散能力和深镀能力。
- 降低镀层孔隙率，提高耐腐蚀性。
- 减少镀层内部应力，增强韧性。
- 减轻或消除氢脆现象，改善镀层物理性能。
- 减少添加剂用量，降低镀层中杂质含量，提高纯度。
- 降低浓差极化，提高阴极电流密度，加快沉积速度。
此外，脉冲电镀还能够以更薄的镀层取代较厚的直流电镀层，有效节约原材料，特别是在贵重金属的使用上具有巨大潜力。
缺点
尽管脉冲电镀带来了诸多好处，但也存在一些局限性，主要包括：
- 脉冲通断时间的选择受到电容效应的影响。
- 脉冲电镀的最大平均沉积速度无法超越相同流体动力学条件下直流电镀的极限沉积速度。
常用方法
脉冲电镀常用的方法包括：
- 恒电位脉冲法：此方法中，电极反应的动力恒定，反应速率随时间变化。为了控制阴极电位，需要引入第三个电极，即参比电极，构成三电极系统。其主要优点是可以精确控制电流效率和合金成分，无需因镀件数量的变化而调整电流。然而，由于参比电极难以确保阴极各点均保持恒定电位，实际应用中较为复杂。此外，电镀结束时需要反向电流，以避免镀层重新溶解，这也可能引起阴极钝化，因此恒电位脉冲法的应用受到一定限制。
- 恒电流脉冲法：该方法要求电极反应速率恒定，而电位随着电流变化。由于不需要引入参比电极，因此在应用上相对简单。当选择合适的导电时间时，溶液电阻可以忽略，不受溶液电阻和电容影响。恒电流脉冲法能够迅速达到较高电流，充分体现脉冲电镀对镀层物理化学性能的影响，因此得到了广泛应用。
- 周期反向脉冲电镀：这是一种早期且普遍使用的调制电流电镀方法，由正向脉冲和反向脉冲交替连接而成，其中正向脉冲时间较长，但正、反向脉冲的电流幅度大致相等。周期反向脉冲电镀适用于易于溶解于电解液的镀层，以防止反向电流导致镀层钝化。反向脉冲电镀能够改变镀层厚度分布，要求电镀电源能够独立调节正、反向电流，以便最大程度地发挥脉冲电镀的优势。
工艺及应用
脉冲电镀在多个领域都有具体的应用实例，包括：
- 脉冲镀金：脉冲镀金可以使用工业生产的各种配方，工艺条件基本相同，只需改变电流的施加方式。脉冲电镀金能够提高镀层质量并减少黄金消耗量。采用脉冲法可以获得外观颜色好、结晶细致、密度大、均匀性好的镀金层。在电子工业中，脉冲镀金可用于晶体管座、印刷电路板、接插件、连接件及电器件等领域，能够减薄镀层厚度，节省约15%-20%的黄金，并且脉冲镀金层具有良好的抗高温变色能力。
- 脉冲镀锌：电镀锌作为一种防护性镀层，应用极为广泛。脉冲镀锌能够改变镀层结构，提高抗蚀能力。
- 脉冲镀镍：脉冲镀镍能够降低镀层孔隙率，增强镀层延展性，减少甚至无需使用光亮剂即可获得光亮的镍镀层。
- 脉冲镀铬：脉冲镀铬对镀液性能影响较小，但能够改善镀层性能和结构，如提高镀铬层的抗蚀能力，增强耐磨性，获得无裂纹镀铬层。
- 不对称交流镀铁：镀铁层纯度高、耐磨性好，在印刷制版行业应用广泛，也可用于汽车、机车的曲轴和大型机床等零件的磨损修复。采用不对称交流起镀，随后逐渐过渡到直流电镀，可在较低温度下获得结合良好、内应力小、纯度高、延展性好的镀铁层。
参考资料
脉冲电镀.https://wenku.baidu.com/view/1522664014791711cc791783.html?fr=aladdin664466&ind=2&aigcsid=0&qtype=0&lcid=2&queryKey=%E8%84%89%E5%86%B2%E7%94%B5%E9%95%80&verifyType=0&_wkts_=1732514330678&bdQuery=%E8%84%89%E5%86%B2%E7%94%B5%E9%95%80&needWelcomeRecommand=1.2024-11-25
脉冲电镀.https://wenku.baidu.com/view/3d5d8b3d1b37f111f18583d049649b6648d709e4.html?fr=aladdin664466&ind=3&aigcsid=0&qtype=0&lcid=3&queryKey=%E8%84%89%E5%86%B2%E7%94%B5%E9%95%80&verifyType=0&_wkts_=1732514348763&bdQuery=%E8%84%89%E5%86%B2%E7%94%B5%E9%95%80&needWelcomeRecommand=1.2024-11-25
脉冲电镀探秘：揭秘析氧脉冲的非凡魅力.https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUzOTY2OTcyMw==&mid=2247506312&idx=1&sn=4c4159dfd432bfce7e8835233be5706a&chksm=fb9732020c29335520657f549de8643aa4c4dac23603f55cb16103ee8934fd070108f0f3e4dc&scene=27.2024-11-25