詳解電流密度.doc

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1、詳解電流密度若要電鍍好的質(zhì)量必須要有適當(dāng)?shù)碾婂儣l件，而以連續(xù)電鍍（高速電鍍）的首要電鍍條件，便是電流密度。所謂的電流密度，就是電極單位面積所通過的安培數(shù)，一般以A/d㎡,表示或簡(jiǎn)寫為ASD。電流密度在電鍍操作上有很大的重要變量，例如鍍層的組織、膜厚的分布、電流效率等，皆有很大的關(guān)系。電流密度有分為陽極電流密度和陰極電流密度，一般所稱的電流密度，指的就是陰極電流密度。一、電流密度的計(jì)算：由于端子的形狀是不規(guī)則的，所以我們只能計(jì)算，單一鍍槽中的【平均電流密度】，而無法計(jì)算局部電流密度。平均電流密度（ASD）＝電鍍槽通電的安培數(shù)（A

2、MP）/電鍍面積（dm2）在連續(xù)端子電鍍業(yè)，計(jì)算陰極電流密度時(shí)，必須先知道電鍍槽長(zhǎng)及單只端子電鍍面積，然后再算出鍍槽中之總電鍍面積。舉例：有一連續(xù)端子電鍍機(jī)，鎳槽長(zhǎng)1.5米，欲鍍端子之間距1.0mm，每支端子電鍍面積為20mm2,今開電流60Amp，請(qǐng)問平均電流密度是多少？1.電鍍槽中端子數(shù)量＝1.5×1000/1.0＝1500支2.電鍍槽中電鍍面積＝1500×20＝30000mm2＝3.0m23.平均電流密度＝60Amp/3.0dm2=20ASD二、電流密度與電鍍面積的關(guān)系：相同（或同等份）的電流下，電鍍面積越小者，所承受的

3、電流密度越大。而電鍍面積越大者，其所承受的電流密度越小。例如下圖若開100安培電流，總面積為15dm2，則平均電流密度為6.7ASD。但若把它分為二區(qū)來計(jì)算，A區(qū)的面積為5dm2、B區(qū)的電流為10dm2,而二區(qū)所承受的電流各位50A,那么A區(qū)的局部電流為10ASD，B區(qū)的電流為5ASD。由此利可見A區(qū)的電流為B區(qū)的二倍，因此就會(huì)有膜厚不均的現(xiàn)象（黑塊區(qū)代表膜厚）三、電流密度與陰陽極的關(guān)系：由于端子外表結(jié)構(gòu)不一定規(guī)則，在共同的電流下，端子離陽極距離較近的部位稱為局部高電流區(qū)（a），離陽極距離較遠(yuǎn)的部位稱為局部低電流區(qū)（b）。因此

4、就會(huì)有膜厚分布不均的現(xiàn)象（黑塊區(qū)代表膜厚）。四、電流密度與哈氏槽實(shí)驗(yàn)（Hullcell）的關(guān)系：每種電鍍藥水都有一定的電流密度操作范圍，例如錫合金高速電鍍藥水，它的操作電流密度范圍大約在2﹏30ASD，電流密度過高鍍層會(huì)呈現(xiàn)粗糙，甚至燒焦。電流密度過低鍍層會(huì)呈現(xiàn)白霧或漏鍍。然而評(píng)價(jià)（或是觀看）藥水的操作電流密度范圍，大致上可以看出哈氏槽實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，因?yàn)楣喜鄣年枠O面與陰極面之間并非平行面，離陽極面較近的陰極端其電流密度比離陽極面遠(yuǎn)者大，因此可以比較從高電流密度區(qū)到低電流密度區(qū)之電鍍狀態(tài)。因此哈氏實(shí)驗(yàn)是所有電鍍廠及藥水商們必備

5、分析工具，它的優(yōu)點(diǎn)有：A.用化學(xué)分析求不出的成分B.用化學(xué)分析需費(fèi)時(shí)的成分C.非常微量就會(huì)影響電鍍的成分D.鍍?cè)≈F(xiàn)狀及將來會(huì)發(fā)生不良的現(xiàn)象能預(yù)先知道。??五、電流密度與電鍍子槽的關(guān)系：端子在浸槽時(shí)，由于端子導(dǎo)電處是在電鍍子槽兩端外部，所以陰極（端子）電流是從子槽兩端往槽中間傳輸，而造成電鍍子槽內(nèi)兩端之端子所承受的電流（高電流區(qū)），遠(yuǎn)大于子槽中間處端子所承受的電流（低電流區(qū)），如下圖。所以槽越長(zhǎng)是對(duì)電流密度分布是越不利的（越不均勻），我們可以從下面兩個(gè)鍍槽，一個(gè)為210cm的鍍槽，一個(gè)為90cm的鍍槽，從實(shí)驗(yàn)就可以很明顯的看出

6、。我們很明顯的看出，210cm鍍槽的二端電流密度是槽中間的4～5倍，而90cm鍍槽的二端電流密度卻不到槽中間的2倍（約1.7倍）。由此可知鍍槽越長(zhǎng)對(duì)電流密度的分布越是不好，所以當(dāng)您開的平均電流密度偏高時(shí)，在鍍槽二端的鍍層很有可能接近燒焦區(qū)，此時(shí)鍍層不是脫皮（因燒焦鍍層被好的鍍層覆蓋），就是燒焦。而且上述的理論還是當(dāng)作鍍槽二端傳入電流是均勻的（電流各一半）。所以說，實(shí)際上電鍍機(jī)臺(tái)若鍍槽二端傳入電流不均時(shí)，那電流密度的分布就更是離譜了。雖說如此，我們還是有辦法改善此問題，那就是使用遮蔽技術(shù)！如上圖210cm鍍槽，我們使用遮蔽之后已

7、經(jīng)大大的改善了電流密度不均的問題，甚至比90cm鍍槽還好，高低電流差約只剩1.3倍，如下圖。六、電流密度與端子在電鍍槽中位置的關(guān)系：由于在電鍍子槽中陽極是固定的，且陽極高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于端子高度，所以陰極（端子）在鍍槽中經(jīng)常會(huì)有局部承受高電流群，如下圖。因此單一個(gè)端子上，就有單邊或是二邊承受較高的電流密度。???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

8、?????????七、綜合關(guān)系：就以上所述的【電鍍面積】、【陰陽距離】、【子槽長(zhǎng)度】、【槽中位置】等四大因素，如果在電鍍時(shí)，這四大因素都處于在最差的狀態(tài)，那再好的藥水，鍍出的效果都不會(huì)讓人滿意。若能好好利用這幾項(xiàng)電流密度技術(shù)，相信不管電鍍?nèi)魏味俗佣际禽p而易舉的事。