一、概述
脈沖電鍍是一項新的電鍍技術。它的特點是由脈沖電流對電極過程動力學的特效影響所決定的，其中主要的是對傳質過程中的影響。在直流電鍍時，鍍液中被鍍出的金屬離子在陰極表面附近溶液中逐漸被消耗．造成了該處被鍍金屬離子與溶液中該離子的濃度出現差別。這種差別隨著使用的電流密度增高而加大。當陰極附近液層中的該離子的濃度降到0時，就達到了所謂的極限電流密度，傳質過程完全受擴散控制。
在脈沖電鍍時，由于有關斷時間的存在，被消耗的金屬離子利用這段時間擴散、補充到陰極附近，當下一個導通時間到來時，陰極附近的金屬離子濃度得以恢復．故可以使用較高的電流密度。因此，脈沖電鍍時的傳質過程與直流電鍍時的傳質過程的差異，造成了峰值電流可以高于平均電流，促使晶種形成的速度遠遠高于晶體長大的速度，使鍍層結晶細化，排列緊密。孔隙減小，電阻率低。
直流電鍍時的連續陰極極化電位下的各種物質，在陰極表面的吸脫附過程與脈沖條件下的間斷高陰極極化電位下的吸脫附過程的機理有很大差異．造成了同樣的溶液配方及 添加劑 在電源波形不同時．表現的作用差別也很大。

二、脈沖電鍍原理
脈沖電鍍是使電鍍回路周期性地接通和斷開，或者在固定直流上再疊加某一波形脈沖的電鍍方法。與普通電鍍相比，這種方法具有鍍層平整致密、附著性好，電流效率高、環保性能好等優點，在一般的研究和應用中，脈沖電鍍所使用的脈沖方式可分為單向脈沖和雙向脈沖兩種。使用的脈沖波主要是矩形波和正弦波。
用直流電電鍍時，在陰極和溶液界面處形成較厚的擴散層，使陰極表面金屬離子濃度降低產生濃差極化，限制了電沉積的速度，使用較大的電流密度不但不能提高鍍速，反而使陰極上的氫氣析出量增加，電流效率降低，鍍層質量變壞出現氫脆、針孔、麻點、燒焦和起泡等。脈沖電鍍由于有關斷時間，被消耗的金屬離子利用這段時間擴散補充到陰極附近、當下一個導通時間到來時，陰極附近的金屬離子濃度得以恢復，故可以使用較高的電流密度。脈沖電鍍峰值電流可以大大高于平均電流，促使晶種的形成速度高于晶體長大的速度，使鍍層結晶細化，排列緊密，孔隙減少，硬度增加。

三、脈沖電鍍的優點
脈沖電鍍與傳統的直流電鍍比較，有如下優點 ：
1.鍍件質量高主要表現為：具有鍍層孔隙率低，可得到光亮均勻致密的鍍層，提高鍍層的抗腐蝕性能；較好的結合力，較好的分散力，能增加鍍層的密度，增加硬度，提高延展性和耐磨性，改進了鍍層的物理性能。
2.鍍層厚度薄在相同的鍍層性能指標的前提下，可使鍍層厚度減薄1/3—1/2，進而可節約原材料(如黃金、白銀等)10%-20%，這對金、銀、錫、鍺、鎳等貴金屬來說，具有十分重大的經濟意義。
3.生產效率高。脈沖電鍍大幅度提高了瞬時電流密度，使其平均電流密度有可能大于直流電鍍的實際電流密度。因而，加速了電沉積速度，使生產效率增高，一般可減少受鍍時間1/3—1/2，或更多的時間。
4.改進常規的電鍍溶液配方和工藝在直流電鍍中，為了實現合金共沉積、增加鍍層的光亮度或者是改善鍍層的物理性能，通常要加入絡合劑、光亮劑等添加劑，而這些添加劑通常都是毒性很強的溶液，所以對生產和環保非常不利。使用脈沖電鍍，可以通過調節6個電鍍參數(雙向脈沖)來獲得好質量的鍍層，而又不使用任何的添加劑。

四、脈沖電源
晶體管 開關電源 即脈沖電源階段脈沖電鍍電源是當今為先進的電鍍電源，它的出現是電鍍電源的一次革命。這種電源具有體積小、效率高、性能優越、紋波系數穩定．而且不易受輸出電流影響等特點。脈沖電鍍電源是發展的方向，現已開始在企業中使用罔。
脈沖電源分為數字脈沖電源和模擬脈沖電源。所謂數字脈沖電源，是采用微處理器及數字電路對脈沖電源中的直流斬波進行控制，并實現數字顯示與數字調節的電源。它是當今為先進的電鍍電源．由于與計算機技術相結合，使其控制更加方便和靈活。目前是電鍍電源發展的方向。數字脈沖電源的原理示意圖如圖2所示。
與傳統的模擬脈沖電源相比．數字脈沖電源具有如下優點：
(1) 驅動波形規整，極大地改善了斬波后的輸出波形，對提高電鍍質量十分有利；
(2) 采用數字調控，直觀簡單；
(3) 波形調節范圍寬，調節步進可以至0．1 ms；
(4) 溫度漂移系數小，能長期穩定連續運行。
在目前的應用中．普遍采用大功率開關管IGBT對直流電源進行斬波，達到脈沖輸出的目的。數字控制器發出的方波驅動信號控制IGBT的通斷。改變數字控制器的信號，可以實現對輸出脈寬及頻率的可調。

數字脈沖電鍍實質上是一種通、斷直流電鍍。所不同的是數字脈沖電鍍有三個獨立的參數(脈沖平均電流密度I、導通時間及關斷時間BED Equation．Dsmt4)可調；而一般直流電鍍只有一個參數(電流或電壓)可調。因此，采用數字脈沖電鍍就為槽外控制鍍層提供了有力的手段。大量的實踐證實，數字脈沖電鍍是一項既能提高鍍層質量，又能提高沉積速率的經濟效益很高的電鍍新技術。

頻率越低，峰值電流越大，即在脈沖寬度的時間內．就會使靠近陰極處的金屬離子急劇減少。由于在較短的時間內，基質金屬的沉積速度較快，輸送到陰極并嵌入鍍層中的速度趕不上基質金屬的沉積速度。因此，為了提高鍍層質量和效率，可以根據不同的鍍層金屬溶液，對脈沖電源的頻率和脈寬進行適當調整。實現對峰值電流的改變。
內外電鍍工作者大量的實踐證實，數字脈沖電鍍是一項既能提高鍍層質量，又能提高沉積速率的電鍍新技術。智能化脈沖電源是改善電鍍工藝的較好途徑。只要根據不同的鍍層金屬溶液要求，設置相應的參數如脈寬、頻率、溫度等，智能化脈沖電源就能自動完成對工件的電鍍加工。
脈沖電鍍能改善鍍層均勻度。貴金屬電鍍時常常有低厚度要求或抗蝕力指標。這時，鍍層均勻度好，達到相同的低厚度時要鍍的平均厚度就小，就可以節約貴金屬。同樣，由于脈沖電鍍可以改善鍍層均勻度、降低鍍層孔隙率。這樣，達到同樣的抗蝕力指標時要鍍的平均厚度就小，也可以節約貴金屬。由于貴金屬價值高，節約貴金屬得到的效益就能抵消購買昂貴的脈沖電源的費用，甚至還有效益。貴金屬電鍍時用的電源也比較小，價格更容易為人們接受，就更有利于推廣。反過來，這又促進了貴金屬脈沖電鍍的研究。相反，鍍鋅用脈沖電源，設備投資何時能收回就很成問題。
所以，脈沖電鍍在鍍貴金屬時使用得多。