电镀时间计算器

公式怎么来的：逐步推导与量纲验证

法拉第电解第一定律：电极上析出物质的质量 m = E×Q×η，其中 E 是电化当量（g/(A·h)）、Q 是通过的电量（A·h）、η 是阴极电流效率（析氢等副反应会分走一部分电流）。 镀层是一层均匀贴在受镀面上的金属，所以：

1. 体积：厚度 δ 用 μm 计、面积 A 用 dm² 计。1 cm = 10⁴ μm，1 dm² = 100 cm²，所以 V = (δ/10000) cm × (A×100) cm² = δ·A/100 cm³。
2. 质量：m = V×ρ = δ·A·ρ/100 (g)。验算：10μm 厚、1dm²（=100cm²）的镀层，体积 = 0.001cm×100cm² = 0.1cm³，代式 10×1×8.9/100 = 0.89 g，两种路径一致。
3. 电量：Q = m/(E×η) (A·h)。E 的单位 g/(A·h) 恰好把克换算回安时——1/(E) 就是「每克金属需要的 A·h」。
4. 时间：t = Q ÷ I，I = D×A（电流密度 D 乘面积）。t = δ·A·ρ/100 ÷ (E·η·D·A) = δ·ρ/(100·E·η·D) (h) = 0.6·δ·ρ/(E·η·D) (min)。

量纲验证：[μm]×[g/cm³]/([g/(A·h)]×[A/dm²]) —— 分子是 μm·g/cm³，分母是 g/(A·h·dm²/A)… 按第 4 步的约分路径看更清楚：t 的分子 δ·A·ρ/100 是克，分母 E·η·D·A 是 (g/(A·h))·(A)（其中 D·A=A），克 ÷ (克/安时 × 安) = 安时/安 = 小时 ✓。注意面积 A 在第 4 步分子分母同时出现并完全约去——镀层长厚的速率与工件大小无关，工件大小只影响需要的总电流（I = D×A），不影响「镀多久」。本工具同时支持按电流密度或按整流器总电流两种输入，两者等价。

例（镀镍）：δ=10μm，D=2A/dm²，η=95%，E=1.095，ρ=8.90
m = 10×1×8.9/100 = 0.89 g；Q = 0.89/(1.095×0.95) = 0.8565 A·h；I = 2×1 = 2A
t = 0.8565/2 = 0.4283 h ≈ 25.7 min（即 0.6×10×8.9/(1.095×0.95×2)）

电化当量 E 是什么？

E = M/(z×F)，换成电镀常用单位就是 M/(z×26.8) g/(A·h)——M 是摩尔质量，z 是沉积反应的价态，F 是法拉第常数（96485 C/mol = 26.8 A·h/mol）。镍 M=58.69、Ni²⁺ 两价：58.69/(2×26.8) = 1.095 g/(A·h)；铜酸性镀液是 Cu²⁺ → 1.186，氰化镀液是 Cu¹⁺ → 2.372；铬六价镀液（铬酸 CrO₃）Cr⁶⁺ → 0.324，三价铬镀液 Cr³⁺ → 0.647；金氰化镀液 Au¹⁺ → 7.35，无氰/酸性体系 Au³⁺ → 2.45。同一个金属不同价态的镀液 E 差好几倍，查档案务必先确认价态口径。

电流密度与镀层质量的关系

由 t = 0.6·δ·ρ/(E·η·D)：时间与电流密度成反比，D 翻倍时间减半；沉积速率 ∝ D×η。但 D 不能无脑加大——超过镀液允许的上限会出现烧焦（枝晶、粗糙、边缘结瘤），氢脆风险也随析氢加剧；D 太低则沉积太慢且覆盖能力差。常见工艺窗口：瓦特镍 1–5 A/dm²、酸性光亮铜 1–5、碱性镀锌 0.5–4、装饰铬 10–20、硬铬 30–60、镀银 0.3–2、镀金 0.2–2。带材连续电镀走的是另一套高速体系（D 可达数十 A/dm²），口径不同。

为什么镀铬的电流效率特别低？

六价铬（铬酸酐 CrO₃ 镀液）阴极过程极其复杂：Cr⁶⁺ → Cr³⁺ → Cr²⁺ 一连串中间价态，真正沉积成金属铬的只有约 13–18% 的电流，其余大量消耗在析氢副反应上（镀铬阴极一半以上电流在冒氢气），再加上必须的铅锡阳极与强酸性雾抑体系，能耗高、沉积慢。这也解释了镀铬工艺的三个特征：要用大电流密度（10–60 A/dm²）硬「压」出沉积；镀液温控关键（温度与 D 匹配才能光亮）；深凹处镀不上——低电流密度区析氢占主导，铬根本沉不出来（深镀能力差）。三价铬镀液效率与覆盖能力更好、毒性仅为六价的约 1%，是现行环保替代方向，但镀层性能与槽液维护口径不同，E 与 η 都要按三价体系取值。

常见问题 (FAQ)

• 镀 10μm 镍要多久？按 D=2A/dm²、η=95%：约 25.7 分钟。D 提到 4 A/dm² 约 12.2 分钟（η 漂移时按实际效率修正）。
• 镀铬 1μm 要多久？按 D=20A/dm²、η=15%：t = 0.6×1×7.19/(0.324×0.15×20) ≈ 4.4 分钟——大电流密度补回了低效率。
• 为什么我按公式镀出来偏薄？几乎都是 η 取高了：实际镀液温度、浓度、杂质与电流密度都会拉低效率；挂具接触电阻与远阴极位置也会造成厚度不均。用测厚仪反推实际 η 再修正。
• 合金镀层怎么算？按各组分质量分数加权：m = Σ(wᵢ×δ·A·ρᵢ/100)，E 用合金平均电化当量或分组分估算，本工具的自定义口径可近似处理。
• 数据会上传吗？不会。全部计算在浏览器本地完成，刷新即清空。

来源与口径注记：电化当量两源交叉自《电化学当量》通用表（Cu²⁺ 0.0003292 g/C 即 1.186 g/(A·h)、1F=26.8A·h 口径）与 PCB 电镀工程问答实测例（Ni 1.095、ρ8.8 口径，本页取标准密度 8.90）；镀铬效率 13–18% 与析氢机理自镀铬工艺文献与三价铬电沉积研究；金按价态两口径自镀金专利文献（Au³⁺ 2.452 / Au⁺ 约 7.35–7.40）。以现行镀液工艺卡与实测电流效率为准，本页为理论估算。