電鍍理論基礎--物理因素對電鍍過程的影響.doc

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1、電鍍理論基礎--物理因素對電鍍過程的影響電鍍是金屬離子在陰極上電化學還原而形成金屬結晶的過程。實現(xiàn)這一過程需要消耗電能，而且需要在一定的操作條件下（PH值，溫度，電壓，電流密度等）下才能得到有用的鍍層。不同組分的電解液對電流在陰極的分布有很大的影響，因此調(diào)整或選擇一個合適或優(yōu)良的電鍍液是電鍍生產(chǎn)的一個重要問題。例如改善均一性，提高覆蓋能力，獲得光澤鍍層等。尤其是各種有機添加劑對電鍍過程的影響，人們一般把注意力放在電解液的組成上，希望可以找到一個有寬廣作業(yè)范圍的鍍液。即使最簡單的電解過程也不是也不是純化學過程，即使是化學因素也是在一定的物理條

2、件下才起作用的影響電極的因素不能僅僅從化學因素考慮，這是一個電化學過程，可以從電極反應的結果來判斷。選用各種化學物質(zhì)的目的（如絡合劑，添加劑等）也是為了改善電極過程，使之有利于鍍層的沉積。這些化學物質(zhì)有可能改變金屬離子的存在狀態(tài)，但在電場作用下，有電流通過電解液時，這是會有離子的變形，電泳現(xiàn)象等發(fā)生，還用陰離子消耗產(chǎn)生的濃差極化。但是這些離不開物理因素。例如電鍍光亮鎳要加溫到45度，在溫度低時光亮劑作用就不明顯；相反又如酸性光亮鍍銅的添加劑一般必須在30度以下才起作用。陰極移動可以增大電流密度范圍。以上例子說明電鍍液可以在一定的物理因素條件

3、下充分發(fā)揮作用。一．電源的影響一般電鍍業(yè)者認為是用平穩(wěn)的直流電或至少接近平穩(wěn)是最理想的，可控硅的出現(xiàn)使大家認識到電源波形的利弊影響。電流波形也和電解液組成和電流密度一樣是電鍍工程的一個重要因素。在電極反應過程中出現(xiàn)的電化學極化與濃差極化都會影響電鍍結晶的品質(zhì)，成為控制反應的因素。例如脈沖電源對不同的電鍍的影響也是不一樣的。受擴散控制的反應，才適合采用脈沖電源。在電極反應過程中，電極表面由于離子濃度變化形成一個擴散層。當反應受擴散控制時，擴散層會比較厚一些，使電極表面的微觀不平形成薄厚不均的擴散層，容易出現(xiàn)反整平現(xiàn)象，使鍍層不光滑。使用脈沖電

4、鍍后，鍍層變得相對光滑多了。容易受擴散控制的鍍液是交換電流密度大的槽液，如銀等，實際上銅鎳等都可以利用各種波形的電源獲得滿意的鍍層。電源波形不僅對擴散層有影響，對添加劑的吸附，改變結晶的取向，控制鍍層的應力，減少鍍層滲氫，調(diào)整合金的比例等都有相當?shù)淖饔谩Ｍ瑫r采用脈沖電源的脈波電流可以減少機械，電機設備，而且效果更加顯著。如在普通鍍鎳中，采用脈沖電鍍，大大提高鍍層的光澤性和反射率。但對光亮鍍鎳影響不大，因其對光亮鍍鎳結晶優(yōu)先取向的影響不大，但可以提高亮度。酸銅采用則可改善鍍層的均勻性。二．。溫度的影響電鍍往往在一定的溫度下進行的，溫室是電鍍的

5、理想溫度。一般來說，提高溫度，可以增加鍍液的導電性，提高鍍液的均勻性。鍍液的均勻性是由電流在陰極表面的分布情況決定的。溫度下降，粒子活潑性下降，溶液黏度增加，導電度降低。當金屬還原時的電化學極化較大，它受溫度影響就越大。溫度升高時過電壓降低，反應容易進行；溫度降低，增加電極極化。溫度對電極的影響是很明顯的。對交換電流的影響較大，電壓的影響少小。鎳的常溫過電壓較高，可以在常溫下析出；金銅銀等因其過電壓過低，已發(fā)生燒焦粗糙等現(xiàn)象，需要添加絡合劑或添加劑來提高反應的過電壓。但是會降低反應的速度，這種添加了絡合劑或添加劑，導電鹽因總體濃度增加，粘度

6、增大，導電率下降，采用適當加溫，可以在不破壞絡合物作用的同時，增加導電度，提高反映允許的電流密度，也可以達到提高反應速度和鍍層均勻性。溫度對添加的影響也很明顯，光亮鍍鎳使用的添加劑，一般需要加溫到50度左右，才會有明顯的光亮作用，因為溫度升高，電流密度可以升高，這對達到增光劑的吸附電位有利。又如酸性鍍銅光亮劑一般溫度超過40度其作用就完全消失，只有在30度以下，才會有理想的光澤。電鍍的本身會產(chǎn)生歐姆熱。一度電可以轉(zhuǎn)化為熱能860千卡，并由此可以計算出槽液的生熱量和溫升：Q=U×A×0.86×ηQ:電解熱U:槽電壓A:電流η:熱交換率%其中熱

7、交換率因鍍液組成，掛鉤導電狀況不同而不同。因此有些在常溫下能工作的電鍍液，在大量連續(xù)生產(chǎn)時，也有必要采取降溫措施。如酸性光亮鍍銅采取冷凍機降溫后，其品質(zhì)穩(wěn)定，可以應用于連續(xù)生產(chǎn)。