常用钢铁化学元素符号对照表

第一篇：常用钢铁化学元素符号对照表

常用钢铁化学元素符号对照表

元素名称化学元素称号元素名称化学元素称号元素名称化学元素称号铁锰铬镍钴铜钨钼矾钛铝铌钽

Fe锂Mn铍Cr镁Ni钙Co锆Cu锡W铅Mo铋V铯Ti钡Al镧Nb铈Ta

钕

Li钐Be锕Mg硼Ca碳Zr硅Sn硒Pb碲Bi砷Cs硫Ba磷La氨Ce氧Nd

氢

SmAcBCSiSeTeAsSPNOH

第二篇：化学元素符号的英文名.doc

Actinium锕Ac89

Aluminum铝Al13

Americium镅Am95

Antimony锑Sb51

Argon氩Ar18

Arsenic砷As33

Astatine砹At85

Barium钡Ba56

Berkelium锫Bk97

Beryllium铍Be4

Bismuth铋Bi83

Boron硼B5

Bromine溴Br35

Cadmium镉Cd48

Calcium钙Ca20

Californium锎Cf98

Carbon碳C6

Cerium铈Ce58

Cesium铯Cs55

Chlorine氯Cl17

Chromium铬Cr24

Cobalt钴Co27

Copper铜Cu29

Curium锔Cm96

Dysprosium镝Dy66

Einsteinium锿Es99

Element 104元素104－104

Element 105元素105－105

Erbium铒Er68

Europium铕Eu63

Fermium镄Fm100

Fluorine氟F9

Francium钫Fr87

Gadolinium钆Gd64

Gallium镓Ga31

Germanium锗Ge32

Gold金Au79

Hafnium铪Hf72

Helium氦He2

Holmium钬Ho67

Hydrogen氢H1

Indium铟In49

Iodine碘I53

Iridium铱Ir77

Iron铁Fe26

Krypton氪Kr36

Lanthanum镧La57

Lawrencium铹Lr103

Lead铅Pb82

Lithium锂Li3

Lutetium镥Lu71

Magnesium镁Mg12

Manganese锰Mn25

Mendelevium钔Md101

Mercury汞Hg80

Molybdenum钼Mo42

Neodymium钕Nd60

Neon氖Ne10

Neptunium镎Np93

Nickel镍Ni28

Niobium铌Nb41

Nitrogen氮N7

Nobelium锘No102

Osmium锇Os76

Oxygen氧O8

Palladium钯Pd46

Phosphorus磷P15

Platinum铂Pt78

Plutonium钚Pu94

Polonium钋Po84

Potassium钾K19

Praseodymium镨Pr59

Promethium钷Pm61

Protactinium镤Pa91

Radium镭Ra88

Radon氡Rn86

Rhenium铼Re75

Rhodium铑Rh45

Rubidium铷Rb37

Ruthenium钌Ru44

Samarium钐Sm62

Scandium钪Sc21

Selenium硒Se34

Silicon硅Si14

Silver银Ag47

Sodium钠Na11

Strontium锶Sr38

Sulfur硫S16

Tantalum钽Ta73

Technetium锝Tc43

Tellurium碲Te52

Terbium铽Tb65

Thallium铊Tl81

Thorium钍Th90

Thulium铥Tm69

Tin锡Sn50

Titanium钛Ti22

Tungsten钨W74

Uranium铀U92

Vanadium钒V23

Xenon氙Xe54

Ytterbium镱Yb70

Yttrium钇Y39

Zinc锌Zn30

Zirconium锆Zr40

第三篇：钢铁件化学镀锡铜合金

钢铁件化学镀锡铜合金

摘要

目前铜锡合金镀层主要由电镀方法获得，但电镀法存在镀层的组成和色泽随电流密度的大小变化、复杂零件色泽不均匀、镀液电流效率低、镀液大多采用剧毒氰化物、对环境污染严重等不足，应用受到了限制。因此本文采化学镀的方法研究了采用以硫酸铜和硫酸亚锡为主盐，加入络合剂,酒石酸，锡盐稳定剂，研究了一种化学镀锡铜合金工艺。探讨了主要成分的影响，研究了金黄色和银白色两种颜色的镀层，采用阴极极化曲线法和循环伏安曲线法来检查镀液镀层的性能。从而制定出工艺配方，金黄色镀层为：硫酸铜：1.2g/L，硫酸锡：15g/L，酒石酸：14g/L，稳定剂：10ml/L，硫酸（98%）：10ml/L，温度：室温，时间：3~5min。银白色镀层为：硫酸铜：0.2g/L，硫酸锡：17g/L，酒石酸：14g/L，稳定剂：8ml/L；硫酸（98%）：10ml/L；温度：室温；时间：3~5min；两种颜色的镀液得到的镀层结晶细致、光亮、附着力好；研究表明化学镀锡铜层结合力强，覆盖力高与其它镀层配套性好，是一种替代氰化镀锡铜合金的新工艺。

关键词

锡铜合金；结合力；化学镀；

Electroless plating of tin-copper alloy on steel and iron Abstract At present tin-copper alloy coating mainly obtains by the electroplating, but the electroplating process existence coating composition with the luster along with the current density size change, the complex components luster non-uniformity, plated the fluid current efficiency lowly, plates the fluid mostly to use the violently poisonous cyanide, to be serious and so on the insufficiency to the environmental, pollution, the application has been restricted.Therefore this literary talent chemical plating method studied has used by the cupric sulfate and the stannous sulfate primarily salt, joined the chromium mixture tartaric acid, the tin salt stabilizer, studied one chemistry to tin-copper alloy craft.From but establish the craft formulation，the Golden color coating：CuSO4：1.2g/L，SnSO4：15g/L，Tartaric acid：14g/L，Stabilize：10ml/L，H2SO4（98%）：10ml/L，Temperature：room temperature，Time：3~5min。the silvery white plating: CuSO4：0.2g/L，SnSO4：17g/L，Tartaric acid：14g/L，Stabilize：10ml/L，H2SO4（98%）：10ml/L，Temperature：room temperature，Time：3~5min。Has discussed the principal constituent influence, has studied golden yellow and silver-white color two kind of colors coating, and inspected has plated fluid coating the performance.The research indicated chemistry tin-copper copper level binding force, the cover strength is high good with other coating necessary, is one kind of substitution cyaniding copper-tin alloy the new craft.Key words tin copper alloy;Binding force;Electroless plating;0 前言

目前铜锡合金镀层主要由电镀方法获得，所形成的镀层随锡含量的不同而呈现红色、金黄色、淡黄色及银白色，镀层耐蚀性良好，可以与同厚度的镍层媲美，因而在防护—装饰性镀层中有一定的作用。但电镀法存在镀层的组成和色泽随电流密度的大小变化、复杂零件色泽不均匀、镀液电流效率低、镀液大多采用剧毒氰化物、对环境污染严重等不足，应用受到了限制。为避免使用氰化物，人们从无氰电镀和化学镀铜锡合金方面进行了研究，先后开发了焦磷酸盐—酒石酸盐电镀铜锡合金、酒石酸(柠檬酸)—锡酸盐电镀铜锡合金。但镀层光泽欠佳，且钢铁件直接电镀，镀层结合力不能满足要求。为此人们开始尝试浸镀Cu-Sn合金方法，取得了较成功的经验[1-2]。

浸镀，即置换镀或接触镀，是一种无需外界电流或还原剂，而是利用两种金属的电位差产生的电动势驱动的置换反应。它具有设备少、效率高、成本低、操作简单、镀层色调一致等优点，尤其适用于管状、深孔等复杂零件的施镀[3-4]。

通常置换反应因其速度太快，形成的镀层大都为粗糙疏松、多孔和结合力不良的镀层。在电镀时被枧为有害反应，人们想尽方法去克服或避免它。如在铜上镀银时需先对铜进行汞齐化或用高氰化物预镀银；钢铁件或锌压铸件在电镀酸性光亮铜前需先预镀氰化铜，防止置换反应的发生；或者研制无置换反应的钢铁件直接HEDP镀铜及铜件直接采用丁二酰亚胺镀银工艺等。然而，如果人们能很好控制置换反应的速度，那就可变害为利．直接获得光亮细致且结合力优良的浸镀层[5-7]。实验材料与仪器

1.1 实验材料

硫酸铜（工业级）；硫酸亚锡（化学纯）；酒石酸(分析纯)；锡盐稳定剂；硫酸（分析纯）；铁片；导线；饱和甘汞电极；铂片电极；砂纸。

1.2 实验仪器

电镀槽；电子天平（湘仪电子天平厂）；烘箱（长沙仪器仪表厂）； ZDA-20A/12V 硅整流器（浙江省绍兴市承天电器厂）；CHI660B型电化学工作站； 实验研究部分

2.1 钢铁件化学镀锡铜合金的原理

据资料报导[8-10]在一种同时含有Cu2+、Sn2+ 离子的溶液中,Fe与Cu2+、Sn2+能否同时产生置换反应呢?这可以从金属的电极电位和反应的电动势来判断。将一片处理好的试片放入含有Cu2+和Sn2+的溶液中时，将发生的反应如下：

Cu2+ + Fe→Cu + Fe2+

E = + 0.778 V Sn2+ + Fe→Sn + Fe2+

E = + 0.304 V

以上两个反应的电动势均大于+ 0.2 V，这说明在铁上可以自发的进行Cu2+与Sn2+的还原反应。反应（1）的电动势大于（2），表明置换铜比置换锡更为容易。为了控制置换铜的反应，使其得到不同锡的质量分数的合金镀层，因此在溶液中必须加入一 种络合剂。

2.2工艺流程

试样（钢铁片）→化学除油→热水洗→流水洗→酸洗除锈→两次水洗→电解除油→热水洗→流水洗→化学抛光→水洗→弱浸蚀（1：1盐酸）→水洗→浸镀Cu-Sn合金→两次水洗→钝化→两次流水洗→去离子水洗→烘干→检验→成品。

2.2.1 化学除油工艺

具体配方及条件如下：

NaOH

Na2CO

3Na3PO4·12H2O

Na2SiO3

温度（℃）

时间（t）

2.2.2 电解除油工艺

具体配方及条件如下：

NaOH

Na2CO3

Na3PO4·12H2O

Na2SiO3

温度（℃）

电流密度（A/dm3）阴极除油时间（t）阳极除油时间（t）

2.2.3 酸洗除锈工艺

具体配方及条件如下：

H2SO4（d=1.84）

HCl（d=1.19）

温度（℃）

时间（t）

50~100g/L 20~40g/L 30~40g/L 50~15g/L 80 ~ 85℃~ 7min

10~30g/L 20~40g/L 30~40g/L 30~50g/L

80℃ 10A/dm3

1min 0.2~0.5min

200mL/L 480mL/L

室温

10min

2.2.4 抛光处理工艺

经过筛选本工艺采用的化学抛光工艺如下：

HNO3（65%）

mL/L H2SO4（98%）

300mL/L H3PO4（85%）

600mL/L 铬酐（CrO3）

5~10g/L 温度（℃）

120~140℃ 时间（t）

<10min

2.2.5 弱浸蚀工艺

具体配方及条件如下：

HCl

（d=1.19）

1：1 温度（℃）

室温

时间（t）

0.5~2min

2.2.6 镀后处理工艺

锡铜合金镀层虽然化学稳定性较高，但若长期放置在空气或潮湿的环境中，表面颜色仍会逐渐变暗发黑。镀后镀层需要进行钝化处理。在表面生成一层钝化膜，可以防止镀层表面发暗。虽然膜薄，但却能对膜层起很好的保护和装饰作用。

2.3性能检测

参照相应的国家标准及实验研究的需要，对试样的外观、附着力、耐酸腐蚀性以及极化曲线等性能进行综合考察，以确定其工艺特点。2.3.1 锡铜合金镀层的外观

通过目测，对形成锡铜合金镀层的颜色、光泽及均匀程度进行评价。

2.3.2镀层的结合力的检测

对镀层采用弯曲试验将试片镀膜向外表面弯曲成直角直至折断，看试片上有没有出现剥离或裂纹现象。

将浸镀铜锡合金试片在光亮镀镍液中电镀3 min，然后镀层采用弯曲试验将试片镀膜向外表面弯曲成直角直至折断，看试片上有没有出现剥离或裂纹现象。

2.3.3 镀液覆盖能力检测

采用内径ΦlO mm×100 mm的塑料管，内插宽度10 mm、长度100 mm钢片测定。以“钢片有镀层长度／钢片长度×100％”计算镀液的覆盖能力。2.3.4 锡铜合金镀层的极化曲线测量

采用CHI660B型电化学工作站，对未浸镀的钢铁试样、镀有金黄色镀层的试样和镀有银白色镀层的试样进行极化曲线测试，测试溶液为5%NaCl溶液，测试工作电极用蜡封装，仅露出l0mm×l0mm面积的表面，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，辅助电极为铂片电极。曲线测试动电位扫描速度均为0.1V/s，用计算机软件拟合，直接绘制出曲线。

2.4.5 循环－伏安曲线的测量

采用CHI660B型电化学工作站，对未浸镀钢铁的试样、镀有金黄色镀层的试样和镀有银白色镀层的试样进行循环伏安曲线测试。测试溶液为5%NaCl溶液，循环伏安曲线溶液则仅采用5%NaCl溶液。测试工作电极用蜡封装，仅露出l0mm×l0mm面积的 表面，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，辅助电极为铂片电极。曲线测试动电位扫描速度均为0.1V/s，用计算机软件拟合，直接绘制出曲线。实验结果与讨论

3.1 基础配方的确定

通过查阅参考文献，基本确定了基础配方，如下：

CuSO4·5H2O

0.5 g/L

SnSO4

10g/L 酒石酸

10g/L

锡盐稳定剂

10mL/L H2SO4（98%）

10mL/L

时间

－ 10min 温度

室温（25－35℃）

化学镀液的配制：称取流酸铜（CuSO4• 5H2O）于烧杯中，加入蒸馏水形成A液。在定量的硫酸中加入SnSO4，搅拌使之溶解，然后依次加入锡盐稳定剂、络合剂使其完全溶解后形成B液。将B液在搅拌下加入A液中，加蒸馏水至刻度形成C液。最后用硫酸调整镀液pH值，定溶过滤后形成D液待用。

3.2 镀液中各组分的作用

3.2.2 硫酸亚锡的影响

硫酸亚锡是浸镀液的主盐，其含量直接影响镀层的色泽和镀层质量。

表1 硫酸亚锡的影响 Table 1 Effect of the SnSO4 SnSO4浓度g/L

实验现象及结果 红铜色镀层，结晶细致光亮，结合力良好 4

金黄色镀层，结晶细致光亮，结合力良好 8

金黄色镀层，结晶细致光亮，结合力良好 12

浅金黄色镀层，结晶细致光亮，结合力良好

浅金黄色镀层，结晶细致光亮，结合力良好 20

锡白色镀层，结晶粗糙，结合力很差

由表可见，硫酸亚锡的含量低于4g/L时，镀层呈红铜色。硫酸亚锡的含量高于16g/L时，镀层呈锡白色。硫酸亚锡的含量4g/L－8g/L时，镀层呈金黄色。硫酸亚锡的含量8g/L－16g/L时，镀层颜色从浅金黄色到金黄色过渡。因此，为了得到银白色的镀层，硫酸亚锡的含量在16g/L－20g/L为宜，而要得到金黄色的镀层，硫酸亚锡的含量应在4g/L－16g/L为宜。

3.2.2 硫酸铜的影响

硫酸铜也是浸镀液的主盐，其含量也会直接影响镀层的色泽和镀层质量。

表2

硫酸铜的影响

Table2 Effect of the CuSO4 CuSO4浓度g/L

实验现象及结果

0.1 锡白色镀层，结晶细致光亮，结合力良好 0.4

锡白色镀层，结晶细致光亮，结合力良好 0.8

浅金黄色镀层，结晶细致光亮，结合力良好1.2

浅金黄色镀层，结晶细致光亮，结合力良好 1.6

金黄色镀层，结晶细致光亮，结合力良好 2.0

金黄色镀层，结晶细致光亮，结合力良好 2.4

铜红色镀层，结晶粗糙，结合力很差

由表可见，硫酸铜的含量低于0.4g/L时，镀层呈锡白色。硫酸铜的含量高于2.4g/L时，镀层呈铜红色。硫酸铜的含量0.8g/L－2.0g/L时，镀层颜色从浅金黄色到金黄色过渡。因此，为了得到银白色的镀层，硫酸铜的含量在0.1g/L－0.4g/L为宜，而要得到金黄色的镀层，硫酸铜的含量应在0.8g/L－2.0g/L为宜。

3.2.3 络合剂的影响

因为铁置换铜的速度要比置换锡快的多，因此简单的Cu2+、Sn2+的盐溶液中很 难获得金黄色和银白色的镀层，因此只有加入一种络合剂来抑制Cu2+的置换反应或者促进Sn2+的置换反应。本实验采用酒石酸作为络合剂。

表3

络合剂的影响

Table3 Effect of the complexing agent

酒石酸浓度g/L

实验现象及结果 1 镀液稳定性很差，镀层偏黄 4

镀液稳定性很差，结晶细致光亮 8

镀液稳定性好，结晶细致光亮

镀液稳定性好，结晶细致光亮 16

镀液稳定性好，结晶细致光亮 20

镀液稳定性好，镀层有些发花

由表可见，酒石酸含量低于4g/L时，镀层偏黄，镀液稳定性不好。酒石酸的含量高于16g/L时，沉积速度下降，镀层的有些发花。因此，酒石酸含量应控制在4 g/L－16g/L为宜。

3.2.3硫酸的影响

在镀液中加入硫酸后，一方面可以降低铜离子的有效浓度，能细化结晶，另一方面可以防止亚锡盐的水解，提高镀液的稳定性。

表4

硫酸的影响

Table4 Effect of the H2SO4 H2SO4(98%)浓度mL/L

实验现象及结果 1 置换反应速度很慢，结晶细致光亮 4

置换反应速度很较慢，结晶细致光亮 8

置换反应速度加快了，结晶细致光亮

置换反应速度加快了，结晶细致光亮 16

置换反应速度较快，结晶较细致光泽度降低 20

置换反应速度很快，镀层粗糙光泽度降低

由表可见，硫酸含量底于4g/L时，置换反应速度很慢。硫酸的含量高于16g/L时，置换反应速度很快，但镀层粗糙光泽度降低。因此，硫酸含量应控制在8g/L－16g/L为宜。

3.2.3锡盐稳定剂的影响

由于镀液中Sn2+易发生氧化和水解，生成亚锡酸盐沉淀，使镀液变成浑浊，镀层质量变差，因此必须加入稳定剂。

表5 稳定剂的影响

Table5 Effect of the stabilizer agent

锡盐稳定剂浓度mL/L

实验现象及结果

不加稳定剂

放置7天后，产生大量沉淀，镀液发黄，无法进行浸镀

放置7天后，产生很多沉淀，镀液发黄，但仍可以浸镀 8

放置7天后，产生较少沉淀，但仍可以浸镀 12

放置7天后，镀液澄清，可以浸镀

放置7天后，镀液澄清，可以浸镀 20

放置7天后，镀液澄清，可以浸镀

由表可见，未加入稳定剂放置几天后就不能进行浸镀了，而加入稳定剂放置几天后仍能进行浸镀了。稳定剂含量的多少没有多大的影响，其用量控制在8g/L－16g/L为宜。

3.3 最佳配方的确定

通过以上单因素法试验,确定了影响锡铜合金镀层形成的主要因素，以下将采用正交实验来确定最佳配方。

3.3.1 镀银白色镀层的配方确定

表6 L16(34)正交各因素水平Table 6 The level of the orthogonal factors

因素

水平

CuSO4（g/L）

SnSO4（g/L）

酒石酸（g/L）

稳定剂（mL/L）

3

0.1 17

0.2

0.3 20

表7

正交试验结果

Table 7 The result of the orthogonal experiments 因素 1 3 4 5 6 7 8 9

CuSO

4SnSO4

酒石酸

稳定剂2 3

结合力

外观9 8 8 8 9 8 8 9 试样号2 2 3 1 3 1 2 K1＝ΣⅠi

K2＝ΣⅡi

K3＝ΣⅢI

R1＝K1/3 R2＝K2/3

16.7 R3＝K3/3

15.3

15.7 16

16.3

16.3

15.7 S＝│Rmax―Rmin│0.4

0.6

0.6 由S值的大小可知，各因素对镀层的影响大小为:

SnSO4 >酒石酸>稳定剂> CuSO4

由R值大小可评定最佳配方为 2，2，2，1 即镀银白色镀层的最佳配方为：

CuSO4

0.2g/L SnSO4

17g/L 酒石酸

14g/L 稳定剂

mL/L H2SO4（98%）

mL/L 时间

5min 温度

室温 3.3.1镀金黄色镀层的配方确定

表8 L16(34)正交各因素水平Table8 The level of the orthogonal factors

因素

水平

CuSO4（g/L）

SnSO4（g/L）

酒石酸（g/L）

稳定剂（mL/L）

3

0.8

14 20

1.2

1.5

表8

正交试验结果

Table 8 The result of the orthogonal experiments 因素 1 3 4 5 6 7 8 9

K1＝ΣⅠi

K2＝ΣⅡi

K3＝ΣⅢI

R1＝K1/3

16.7

R2＝K2/3

17.3 R3＝K3/3

11.7 17.3

16.3 17

CuSO4

SnSO4

酒石酸

稳定剂2 3

结合力

外观9 9 9 9 9 8 8 9 试样号2 2 3 1 3 1 2

17.7 S＝│Rmax―Rmin│0.6

1.3

酒石酸>SnSO4 > CuSO4>稳定剂

1.4

0.6 由S值的大小可知，各因素对镀层的影响大小为: 由R值大小可评定最佳配方为 2，3，2，任意 即镀金黄色镀层的最佳配方为：CuSO4

1.2g/L SnSO4

15g/L 酒石酸

14g/L 稳定剂

mL/L H2SO4（98%）

mL/L 时间

5min 温度

室温

3.6 镀液、镀层的性能检测

3.6.1 镀层的外观的检测

镀层的外观当硫酸铜不变时随着硫酸亚锡含量的增加而变化，其镀层的颜色依次变化为红铜色—金黄色―浅黄色―锡白色。当硫酸亚锡不变时镀层的外观随着硫酸铜含量的增加而变化，其镀层的颜色依次变化为锡白色—浅黄色―金黄色―红铜色。

3.6.2 镀层的结合力的检测

对镀层采用弯曲试验，镀层均无脱皮和揭起现象。将浸镀锡铜合金试片在光亮镀镍液中电镀3 min后再采用弯曲试验，镀层也均无脱皮和揭起现象。这说明这种浸镀锡铜合金的镀层的结合力很好。

3.6.3 镀液的覆盖能力的检测

采用内径Φ10mm×100mm的塑料管，内插宽度10mm、长度100mm钢片测定。经过多次测量，钢片有镀层长度均为钢片长度，以“钢片有镀层长度/钢片长度×100%”计算镀液的覆盖能力，则镀液的覆盖能力为100%。

3.6.4 阴极极化曲线的测量结果

采用CHI660B型电化学工作站，对镀有金黄色镀层的试样、镀有银白色镀层的试样、未镀的钢铁试样在5％NaCl溶液中进行恒电流极化曲线的测量。参比电极采用饱和甘汞电极，辅助电极采用10cm2的铂电极。研究电极为待测蜡封试样，仅露出1cm2的表面。

以下图1为镀有金黄色镀层的试样、镀有银白色镀层的试样、未镀的钢铁试样在5%NaCl溶液中的极化曲线图。

A ———金黄色镀层 B———银白色镀层 C———铁基体

图1 各试样在5%NaCl溶液中的极化曲线图

Fig 1 The polarization curve of the samples in the solution of 5%NaCl

从上面的图，可以看出三者的阴极极化曲线有明显的区别，金黄色镀层和银白色镀层使阴极极化曲线向低电流密度方向移动，由于阴极反应被抑制，整个电化学反应被抑制，使锡铜合金的腐蚀电流密度减少，从而锡铜合金的腐蚀速度减缓。

3.6.5 循环－伏安曲线的测量结果

以下图2为镀有金黄色镀层的试样、镀有银白色镀层的试样、未镀的钢铁试样在5%NaCl溶液中的循环伏安曲线图。根据循环伏安曲线的面积大小可评定试样的耐蚀性能。

A ———金黄色镀层 B———银白色镀层 C———铁基体

图2 各试样在5%NaCl溶液中的循环伏安曲线

Fig 2 The circulatory voltampere curve of the samples in the solution of 5%NaCl 12 从上面的图可以看出，镀有银白色镀层试样的循环伏安曲线所围成的面积介于镀有金白色镀层试样和未浸镀过的试样之间，在回扫后，在相同的电位下，镀有银黄色镀层试样和镀有银白色镀层试样的电流均低于未浸镀过的试样的电流，由此可说明，在浸镀过锡铜合金的镀层的试样显著提高其耐蚀性。结论

本文研究的化学镀锡铜合金的工艺配方 金黄色镀层：

CuSO4• 5H2O

1.2g/L

SnSO4

15g/L 酒石酸

14g/L

稳定剂

10mL/L H2SO4（98%）

10mL/L

时间

5min

温度

室温

银白色镀层：

CuSO4• 5H2O

0.2g/L

SnSO4

17g/L 酒石酸

14g/L

稳定剂

8mL/L H2SO4（98%）

mL/L

时间

5min

温度

室温

本文研究的化学镀锡铜合金镀层结合力强，覆盖力高，能提高镀层的耐蚀性能，装饰性好，生产效率高，无公害。具有进一步研究和发展的价值和现实意义。很适于小五金、装饰品、文具等小商品上应用。适当改变条件后也可获得高铜(红色)或高锡(白色)的锡铜合金层。

由于时间紧，而测定镀层的耐蚀性能需要花较多的时间，因此在评定镀层的性能时，只从镀层的外观来评定，因此，人为因素影响比较大。如果有充裕的时间，可以从镀层的耐蚀性能来综合评定镀层，减少人为因素的影响。可以进一步的研究镀液的组成，针对镀层的不足之处，改善镀层的性能和外观。致谢

在本次实验中，在肖鑫副教授的悉心指导和帮助下，得以顺利地完成本次实验，在此特表示衷心的感谢，同时也衷心的感谢其他的老师和同学的帮助和支持。参考文献

[1] 肖鑫．钢铁浸镀铜锡合金工艺研究[J]．电镀与涂饰，2003，22(6)：26-28． [2] 钟萍，黄先威．浸渍镀仿金工艺[J]．电镀与涂饰，2001，20(6)：8-lO．

[3] 张允诚．置换镀铜-锡合金替代氰化物镀铜工艺的探讨[J]．电镀与精饰，2002，24(5)：23-25． [4] Hirsch S,Rosensteon C.[J].Metal Finishing Guidebook &Directory,1992.90(1):358.[5] 王丽丽.化学镀锡合金[J].电镀与精饰,2001.23(1):41-14．

[6] Klein,Rita J.Electroless deposition of doped noble metals and noble metal alloys[P]

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电化学性能测定数据图: 5%NaCl溶液中的极化曲线阴化曲线

图1 金黄色镀层的阴极极化曲线图

Fig 1 The cathode polarization curve of the golden yellow plating

图2 银白色镀层的阴极极化曲线图

Fig 2 The cathode polarization curve of the silvery white plating

图3 铁基体的阴极极化曲线图

Fig 3 The cathode polarization curve of the steel and iron

5%NaCl循环－伏安曲线的测量结果

图4 金黄色镀层的循环伏-安曲线

Fig 4

the circulatory voltampere curve of the golden yellow plating

图5 银白色镀层的循环伏-安曲线

Fig 5

the circulatory voltampere curve of the silvery white plating

图6 铁基体的循环伏-安曲线

Fig 6

the circulatory voltampere curve of the steel and iron

第四篇：元素符号的发展

元素符号的发展

一、元素符号的萌生

学生从上初中开始学习化学，就要接触元素符号，因此大多数人对它并不陌生。但除去化学史学家外，了解其发展演变过程的人并不多。现在所用的字母式元素符号也叫化学符号，是一种特殊的化学语言，诞生于18世纪初，已180多年。为了给各国化学家提供一个每种语言用起来都无需改变的化学符号和化学式系统，1813年，瑞典化学大师贝采里乌斯（J.Berzelius，1779～1848年）在《哲学年鉴》上第一次发表了他的化学符号，它是用来表示一种元素和该元素的一个原子及其相对原子质量的一个或一组字母。这套符号通用以后，就成为世界通用的化学语言，在现代化学的发展中起着十分重要的作用。可以毫不夸张地说，没有这些符号，现代化学的发展简直难以想象。实际上元素符号是随着化学科学的发展，经历了2000多年漫长岁月的演化，才成了今天这种形式。它的发展反映了化学的逐步发展过程，反映了人类对物质世界的认识由感性到理性，由低级到高级的辩证发展过程。

一、应用化学的起源与化学符号的产生

化学符号的起源可追溯到古埃及。古埃及是化学最早的发源地之一，现代西方语言中“化学”一词就来源于古埃及的国名“chēmia”。早在公元前3400年（第一王朝）之前，埃及就会冶金了。从其遗物中发现，古埃及人很擅长加工金属。最早利用的是金，它以天然的金属形式存在，并以其灿烂的色泽引人注目。其次知道的是铜，不久又发明了青铜（铜锡合金）。在前王朝（前3400年）时期，埃及人也知道了铁、银和铅等金属。埃及人制造玻璃、釉陶和其他材料的工艺也日益完善，后来还发展了天然染料的提取技术。最初这些技术是靠父子或师徒之间口传心授的，没有留下什么文字记载。随着文字的产生和技术发展的需要，有必要将一些化学配方和工艺记录下来，以备查阅和传之后代。为了保密以免技术落入外人之手，一些关键性的物质、设备和工艺都不能用通用的文字表达，而需借助于一些特定的，只有自己人才能看懂的符号。其中表示物质的符号就是最早的化学符号。由此可见，化学符号的产生有两个前提：一是化学工艺的发展达到一定成熟的阶段，使得有东西值得记录；二是文字的产生，使得信息的记录成为可能，并受文字的启发，制定出一些特定的符号。但因年代久远，记录材料落后，古埃及时所用的化学符号是什么样子，现在很难知道了。

现存最早的化学书籍是在埃及亚力山大发现的古希腊文著作，其中就有许多希腊文字典中根本查不出的技术符号与术语。古希腊文明是在古埃及和巴比伦文明的基础上发展起来的。巴比伦人的化学工艺虽不及埃及发达，但其天文学非常发达，很早就对太阳、月亮和行星在恒星间的运动进行了观察，并且按太阳、月亮和五大行星给一周的七天命名，所以叫星期。后来在丰富的天文知识基础上，建立了一种异想天开的占星术体系，并把它作为这门基础科学的主要的和最有价值的对象。各种古代知识在希腊的汇合，产生了丰富多彩的自然哲学，也产生了最早的化学著作。在这些著作中，来自巴比伦的占星学研究与来自埃及的化学研究在所谓“交感”的基础上联系起来，即把已知的七种金属与日、月和五大行星联系起来，用行星的符号表示金属，即太阳=金，月亮=银，火星=铁，金星=铜等，如图1所示：

图1

占星术符号与化学符号

图2给出希腊手稿中金属及其他一些物质的符号，其中一些仅仅是该物质的希腊文缩写，例如醋（ξOS），汁液（xνμòs）等。

化学符号的产生使得记录化学配方与工艺有了简捷的方法，使得许多资料得以保存和传播，从而促进了化学的发展。公元前1世纪，来自巴比伦的神秘主义、埃及的工艺学和希腊哲学这三大截然不同潮流的最终汇合，导致亚力山大炼金术的诞生，从而开始了化学发展的第2个阶段——炼金术时期。

二、炼金术的发展与化学符号的演变 炼金术的另一个更早的发源地是中国，在公元前2世纪产生了炼丹术，以炼制长生不老丹为目的；西方炼金术的主要目的则是将贱金属转变为贵金属。在炼金实践中他们搞出了一整套技术名词，使得不仅有了记录所用物品的简捷方法，还能对公众保密，终于形成了一套庞杂的名称符号体系。后来随着神秘主义倾向的增长，又加上大量哲学臆测，终于把流传至今的炼金术情况弄得愈加模糊混乱。不过经常有一些炼金家热衷于实验科学，发展下去终于使它变成了化学。在长达1500多年的发展过程中他们发现了许多新物质和新的化学反应，发明了一些新设备，为近代化学作了方法与素材上的准备。

炼金家所用的符号因时因地而有一定差异。

图3是17世纪炼金家代表砷和锑的符号，带有浓厚的神秘色彩。图4是1609年一本化学教科书中引用的符号，与图2相比可知两者差不多，显然有些符号是从图2改进而来，例如砷。图5是17至19世纪炼金家与化学家所使用的部分化学符号，从而可以看出其演变过程，基本上是由复杂趋于简单，由不规整趋于规整，但直到18世纪为止，仍保留着图形式符号的形式，说明在变化中又有连续性。这些神秘性的符号正适合于带有神秘性的炼金术的发展。由于当时所知道的物质不太多，且从事炼金术的只是一少部分人，这种符号的不方便和难以传播等缺点还不太突出，以致于仍被早期的化学家们所沿用。

二、原子、元素与元素符号

（一）、化学原子论的提出与道尔顿的化学符号

自17世纪中叶，经由近代化学的奠基者波义耳（1627～1691年）提出科学的元素概念，使化学走上科学化发展的道路，开始了近代化学的发展时期。

17、18世纪的化学家们冲破了炼金术的羁绊，在化学的理论和实践上都取得了长足的进展，陆续发现了许多新元素，化学知识面更为扩大。

图6为1718年编的一张化学亲合力表，可见化学物质虽增加许多，但所用的仍是炼丹术符号。18世纪末叶由拉瓦锡（1743～1794年）开创的化学革命，确立了以燃烧的氧学说为中心的近代化学体系，从而第一次使化学建立在真正的科学基础之上。但他所用的物质仍一直沿用着与实际成分毫不相干的炼金术符号，学生只有靠死记硬背才能掌握住他所接触的物质名称，而新发现的物质正不断增多，落后的术语与符号体系已日益成为化学发展的阻碍因素。为解决这一难题，戴莫维（De Morveau，1737～1816年）与拉瓦锡等人于1787年发表了《化学命名法》，规定每种物质须有一固定名称，单质名称应反映它们的特征，化合物的名称应反映其组成，从而为单质和化合物的科学命名奠定了基础。1783年，贝格曼1735～1784年）首先提出用符号表示化学式，例如硫化铜用硫和铜的符号联用表示，如图7—5第四行所示。

摘自《皇家科学院回忆录》（Nemoires de I抇acadcmic royale des sciences）1718年，第212页。

1803年，道尔顿（1766～1844年）提出了化学原子论，还设计了一整套符号表示他的理论，用一些圆圈再加上各种线、点和字母表示不同元素的原子，用不同的原子组合起来表示化学式，如图7所示：从此化学符号的演变就一直与原子论的发展紧密相连。

化学发展到19世纪初，已彻底打破了炼金术的束缚，沿用了2000年之久的炼金术符号已完全不适于表达物质的组成，对化学的发展与传播起着越来越大的阻碍作用。道尔顿的圆圈形化学符号正是在这样的情形下应运而生，由于它们具有鲜明简单的图案，又与设想的球形原子形状相似，并可用图形表示化合物中原子的排列，因此很易为人们所接受，从此沿用了2000年的炼金术符号终于退出了化学舞台，如今只有在化学史教科书中才能见到了。

炼金术符号的被取代，是化学发展的历史必然。首先，这套符号缺乏系统性与逻辑性，符号与物质的特性毫无关系；其次缺乏简单性是其致命弱点。随着化学科学的建立，化学的发展、交流与传播速度大大加快，这套神秘复杂的符号再也不能适应现实的需要，必然要被新的、简单、系统的符号系统所取代。道尔顿的符号具有统一的形状，比起炼金术符号要简单系统得多，但仍没脱去图形符号的巢臼，表示起稍复杂的化学式仍不方便，如明矾，用了大小24个圆圈，用作实验记录要画老半天，所占篇幅也太大，不好记住，比起旧的炼金术符号好不了太多。

（二）、化学原子论的确立与贝采里乌斯的化学符号

化学原子论与古代原子论的本质区别在于把不同元素的原子与一定的相对原子质量联系起来。因此要在化学的各个领域巩固原子论，就要把已知所有元素的相对原子质量测出。贝采里乌斯就把这件工作作为自己科学生活的目的，在短短几年内测定了所有已知元素的相对原子质量与几乎所有已知化合物的组成，其工程之巨，精度之高可说是前无古人，从而为原子论的确立奠定了稳固的基础。他对原子论发展的另一重大贡献是字母式化学符号的提出，这是化学符号演变过程中一次彻底的革命性变化，从此解除了图形式符号对人们的困扰。他仿照托玛斯·汤姆逊（T.Thomson，1773～1852年）在矿物的式中用A、S等表示矾土、硅石等，建议用元素的拉丁文起首字母代替道尔顿不方便的圆圈，第一个字母相同时就加上下一个字母，并且用字母表示化学式。最初他建议在与氧或硫化合的元素符号上加一小点或一撇作为氧或硫的符号，如SO3写成O'3，FeS写成Fe，实际上是图形符号的残余，因此没有流行多久。后来他又建议在元素符号上划一横线来表示双原子，如H2写成，H2O写成O等，这些划线的符号流行时间稍长些，后虽经多次修改，但终被弃置不用。贝采里乌斯这套符号具有简单、系统、逻辑性强等优点。由于用通用的拉丁字母作符号，每个符号最多两个字母，非常容易认记；统一使用字母，使整套符号系统一致；符号是由其名称而来，具有一定的逻辑性；同时能表示确定的相对原子质量，具有方便性，因此很快译成多种语言，成为现代化学语言的基础。随着原子——分子论的确立，元素周期律和化学结构理论的诞生，人们不仅用化学符号表示化学式，还用来表示反应式、结构式；随着电离学说的建立，用来表示离子式；随着核化学的兴起，又用来表示原子核、同位素和核反应。翻开当今世界上任何一本化学书，无论是什么语种，书中所用的化学符号都是相同的。贝采里乌斯的化学符号极大地推动了并将继续推动现代化学的发展。

（三）、元素符号与化学方程式的采用 德莫维等改革化学命名法，为人们用化学概念进行思维大开了方便之门；而贝采里乌斯的字母式化学符号，使人们有可能用最简便科学的方式形象地表述各种化学反应。但贝采里乌斯本人最初并没有利用字母符号来写化学反应式，19世纪初年的教科书也根本没用化学符号。如莫累（Murray）的教科书和汤姆逊的《化学体系》（第五版，1817年），以及格梅林（L.Gmelin）的《理论化学手册》（第一版，1817～1819年）中都没有符号，亨利（Henry）的《化学原理》（1829年）在附录中给出化学符号，特尔涅（Turner）的《化学原理》（第四版，1833年）中解释了符号的意义并同化学方程式一起应用，但在序言中却为此而向读者表示歉意。李比希（Liebig）用化学方程式（1844年）也不是没有顾虑的。符号和化学方程式的自由运用是由格梅林在第四版《手册》（1848～1872年）中开始的。之所以出现这种现象是由于当时化学家们对原子、分子、当量等概念在认识上还存在很大分歧，存在不同的相对原子质量系统，特别是无机与有机化学中使用的相对原子质量不同，所以化学符号虽逐渐被使用，但不尽同一，如武兹和凯库勒就用带横的符号表示热拉尔的相对原子质量，一些英文书中则在符号下加横线等，使符号更加混乱。随着一元论学说的提出，似乎倾向于达成某种一致的协议。1860年在德国卡尔思鲁厄召开了第一次国际化学家会议，但仍没能对一些基本问题取得统一。会后意大利化学家康尼查罗发送的小册子中系统论证了原子--分子论和测定相对原子质量的方法，从而决定性地证明“事实上，只有一门化学科学和一套相对原子质量。”随即这一学说得到了化学界的普遍承认，直接导致了元素周期律和化学结构理论的诞生。从此化学符号的写法与化学方程式的使用逐渐走向统一，为各国化学家普遍采用，成为世界通用的化学语言，从而极大地推动了现代化学的发展。化学符号的演变、完善、普及过程，充分反映了人类对物质世界认识的发展过程，反映了化学的进步。

选自《教科书中的化学家》

中国铁道出版社

冯光瑛

胡建立主编

第五篇：元素和元素符号教案

知识目标：

了解元素概念的涵义及元素符号的表示意义;学会元素符号的正确写法;了解并记忆常见的24种元素符号。

理解单质和化合物的概念。

理解氧化物的概念。

能力目标：

培养学生归纳概括能力及查阅资料的能力。

情感目标：

树立量变引起质变的辩证唯物主义观点。

教学建议

教学重难点

重点：元素概念的形成及理解。

难点：概念之间的区别与联系。

教材分析：

本节要求学生学习的概念有元素、单质、化合物、氧化物等，而且概念比较抽象，需要学生记忆常见的元素符号及元素名称也比较多，学生对这些知识的掌握程度将是初中化学的学习一个分化点。这节课是学生学好化学的基础课，所以在教学中要多结合实例，多做练习，使学生在反复实践中去加深理解和巩固，是所学的化学用语、概念得到比较清晰的对比、区分和归类。

化学用语的教学：

元素符号是化学学科重要的基本的化学用语，必须将大纲中规定要求记住的常见元素符号记牢，为以后的学习打下坚实的基础。元素符号的读法、写法和用法，它需要学生直接记忆并在以后的运用中直接再现的知识和技能。教学中应最好采用分散记忆法，在此过程中，进行元素符号发展简史的探究活动，课上小组汇报。这样既增加了学生的兴趣、丰富了知识面，又培养了学生的查阅资料及表达能力。

关于元素概念的教学

元素的概念比较抽象，在教学时应从具体的物质着手，使他们知道不同物质里可以含有相同种类的原子，然后再指出这些原子之所以相同：是因为它们具有相同的核电荷数，并由此引出元素的概念。

例如：说明以下物质是怎样构成的?

氧气→氧分子→氧原子

水→水分子→氧原子和氢原子

二氧化碳→二氧化碳分子→氧原子和碳原子

五氧化二磷→五氧化二磷→氧原子和磷原子