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镀铬阳极在电镀中的使用

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镀铬阳极在电镀中的使用

发布日期:2018-11-18 00:00 来源:http://www.ggdb2018.com 点击:

 


当阳极有可能用固态铬制作(Make)时,则存在如下4个严重的缺点:
  (1)铬阳极比以铬酸(化学式:HCrO)(Acerbity)形式存在的铬要贵很多;
  (2)金属铬的阳极溶解效率(85%~l00%)要比当前的阴极(cathode )电流(Electron flow)效率(12%~24%)高很多,因此槽液中铬的含量会急剧升高;
  (3)与铅电极不同,在主反应(reaction),即铬的电沉积反应进行的同时,还发生Cr3+重新氧化(oxidation)成Cr6+的不利反应;
  (4)在制作辅助阳极时不能像铅一样易于定型和连接(烧结(把粉状物料转变为致密体的过程(process)))。铅锡合金棒电镀阳极包括一固定部、一析出部及一围绕部,借由其围绕部有效增加不溶解性阳极面积,而提高阳极的负载能力,并使增加溶解性阳极面积有效作用,不致使镀液的浓度快速增加,使提供物有效析出于与工件相对之面,增加提供物的有效析出,实际增加电镀产能,且不会使提供物被卡住以利于补充提供物,因而整体改善使用效果。铅锡合金棒不溶性钛阳极的析氧过电位也比镀铂不溶性阳极低,但是寿命却提高1倍以上。广泛用于各种电镀中作为阳极或者辅助阳极使用,可以替代常规的铅基合金阳极,在相同的条件下,可以降低槽电压,节约电能消耗;不溶性钛阳极在电镀过程中具有良好的稳定性(化学、电化学),使用寿命长。此阳极广泛用于镀镍镀金、镀铬、镀锌、镀铜等电镀有色金属行业。电镀阳极电镀用不溶性阳极是在钛基体
  (网状、板状、带状、管状等)上涂覆具有高电化学催化性能的贵金属氧化物涂层,涂层中含有高稳定性的阀金属氧化物。
许多阳极材料(Material),如钢、铁、不锈钢、镍以及钛等可以用作辅助阳极和象形阳极在电镀中使用(use),但它们长期使用的效果(effect)都不理想,因为它们在溶液(róng yè)中溶解而污染(pollute)槽液,同时也会使Cr3+含量增加。尽管使用纯铅易于定型加工,但电镀工作者还是倾向于使用耐蚀性更好的阳极材料,比如,铅与银、锡或锑的合金。尝试过许多铅合金以外的阳极材料,但没能发现更佳的材料[119]。最近有资料(Means)显示,铅阳极中掺入铋能使Cr3+再氧化提高三倍[120],纯铁,如低碳(C)纯软铁或电解铁比钢、镍、不锈钢或类似的合金做阳极时溶解更少。有时采用铁做阳极,特别是工业镀铬,这在一定程度上比用铅能获得更好的强度(strength)和刚性。不过,持续的使用会导致槽液中铁及Cr3+浓度(concentration)升高。细小的铂丝阳极有特殊用途,如在细小的孔内电镀,如拉丝模。铅铋阳极在耐蚀及强度方面性能(xìng néng)比铅更好,但不能消除大量铬酸铅泥渣的形成。铅锡合金耐蚀性比铅锑合金高,但刚性较差,它们也得到广泛使用。一种更好的折中处理办法是使用Pb-Sb-Sn三元合金,最好是含铅和铅合金的银阳极[121],但它们太贵。这些阳极不仅具有经久耐用的优点,而且在停产后可以立即开工,不需要特别的活化。
铅及铅合金在铬酸镀槽中起两个重要作用:
  (1)提供有效的电流分布;
  (2)Cr6+再氧化成Cr针。铅阳极使用过程中,表面形成一层过氧化铅膜,它能使Cr3+的再氧化持续进行,产生铬酸,从而使Cr3+浓度保持在一个较低、可接受的水平[122]。
有时建议使用不同形状和横截面的铅及合金阳极,为了传送较高的电流,它们必须有足够的厚度。阳极太薄在使用时就会过热,从而被腐蚀(释义:指腐烂、消失、侵蚀等)、变形,在阳极中使用固体铜芯就能解决这个难题,因为大量电流可以从前端也可以从后端流入,铜芯有助于提高硬度和提供较好的电流分布。
在镀硬铬(是一种传统的表面电镀技术)或整个装饰(Decoration)性电镀环节内有时会使用辅助阳极,使用此类电极可以使一些复杂形状表面的镀层覆盖获得改善,并且在某些要求最小厚度镀层的大面积表面获得均匀的镀层分布。比如,在微裂纹镀铬中,纯镍阳极可能最适合这种用途,铸镍有时也用于生产一些特殊形状的阳极。铂钛阳极也可实现这一目的,但不足之处是使用寿命有限,并且当它失效时,除了增加次品外,没有明显迹象(指表现出来的不明显的现象)。镍在使用中慢慢溶解,当看到有磨损时就可以更换。  .
镀铬时使用的铅阳极上不能存在太厚或不规则的二氧化铅涂层,否则会影响电流分布。有规律(rhythmical)地清洗阳极很有好处,特别是对于镀厚硬铬中离工件很近的阳极。通过酸浸和刷洗进行清洗,不仅工序复杂、费时,而且还常常不能完全除去一些半绝缘(insulated)膜。Hyner[123]开发(develop)了一种在碱性焦磷酸盐中阴极处理,将涂层电解还原为金属铅的方法。覆盖了二氧化铅膜的铅阳极在停止工作一段时间后会发生钝化(Inactivation),某些电镀工作者在满槽压的条件(tiáo jiàn)下电解再活化几分钟到一个小时以便重新恢复原始(Original)的电导率,但是,另外一些工作者认为,不需要这样做。Hardesty[124]研究了这种钝化趋势(trend),他认为是,由于不溶铅化合物,如铬酸铅和氟化铅的绝缘影响,避免该影响的办法除了重新清洗外,再就是使用后及时把阳极从槽中取出,然后干燥放置而不是清洗。这可以得到较好的效果,但不总是实用。工作者们提出了含热镀氧化铱的铂钛阳极,最近推荐在镀铬中使用涂覆Pt02的钛阳极[126],描述了镀铬中使用镀铂的钛阳极实际经验[127]。

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