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电镀基本知识电镀反应-电流分布与分散能力

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电镀基本知识电镀反应-电流分布与分散能力

发布日期:2018-12-04 00:00 来源:http://www.ggdb2018.com 点击:


电流分布与分散能力
如果已知电量和电流效率(efficiency),根据法拉第定律(dìng lǜ),可以算出金属的沉积(sedimentation)量。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。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。镀铬阳极棒电镀阳极可以完全取代钛镀铂阳极,使用寿命甚至更长,其价格不到钛镀铂的1/2,该电极是由钛基体上烧结多层特种混合贵金属氧化物组成,抗高电流密度冲击,耐强酸腐蚀,在5000A/平米的电流密度下可以稳定长久运行,WLW-DD型阳极可以做成多种形状,完全满足用户的要求。如阴极(cathode )的表面积已知,就可得镀层的平均厚度。然而,对于实际电镀产品(Product),工件上的电流分布不是均匀(jūn yún)的,因而镀层实际厚度往往不等于平均厚度,而且各处不同。
工件上的电流分布与工件各部分的电镀阻力(zǔ lì)有关。当电流通过电镀槽时,将遇到三部分的阻力。

  ①   金属电极和导线的欧姆(Ω)电阻,Rd(通常忽略不计)。

  ②电解液的欧姆电阻,Rr。

  ③电流通过电极和溶液(róng yè)两相界面时,电化学(Chemistry)反应(reaction)过程或离子(ion)放电过程的电化学极化和浓差极化造成的阻力,统称为极化电阻,Rj。
若只讨论溶液的欧姆电阻(Rr)对阴极电流分布的影响,我们把该情况(Condition)下的电流分布称之为一次电流分布。此时镀件上的电流分布取决于镀件各部位与阳极(anode)的距离,这种情况下,电流分布是最不均匀的,也就是说金属镀层的厚度分布也最不均匀。
事实(Fact)上,在电镀过程中,阴极极化是一定存在的,极化电阻Rj必然要影响电流在阴极的分布,由Rr和Rj共同决定的电流分布称为二次电流分布或称电流的实际分布。
电镀溶液的分散能力亦称均镀能力,它是指电镀溶液所具有的使镀层厚度均匀分布的能力。电镀溶液的分散能力愈好,在镀件不同部位上所沉积出的镀层厚度就愈均匀;反之,则镀层厚度相差愈大。
电镀溶液的分散能力(throwing power,T.P)是用二次电流分布与一次电流分布的相对偏差来表示,它的数学表达式如下。
 
式中 T.P--分散能力,%;
K--常数。
在电镀反应中金属分布受到许多因素(factor)的影响,四个主要因素如下。

  ①决定一次电流分布的因素。

  ②影响一次电流分布的因素,涉及(to involve)到电镀槽液和电镀条件(tiáo jiàn),如槽液组成、温度(temperature)、杂质、pH值、电流密度(单位:g/cm3或kg/m3)等。

  ③不是从本质上控制(control)一次电流分布,但对其有影响的因素,如工件的形状和尺寸、电解池的结构(Structure)、电极之间的距离等。

  ④镀槽的电流密度和电流效率之间的关系。
在这些因素中,
  ②和
  ③影响初始电流分布,引起二次电流分布。实际上,金属电沉积是根据二次电流分布进行的。决定二次电流分布的电化学特性是阴极上的极化和镀槽的导电性。分散能力实质上是表征镀层在阴极表面上分布的均匀性和完整性,是决定镀层质量的一个重要因素,它也影响着镀层的装饰(Decoration)、防蚀性能(xìng néng)。因此,电镀液的分散能力是指在特定条件下,一定溶液使阴极上获得的镀层分布更为均匀的能力。
一般来说,电极上的电流分布可由下列方法(method)确定。

  ①检测电极上的极化,以图形得到电流分布。

  ②   测定(gage)在电解质(属性:化合物)中的电位分布,以曲线的形式得到。

  ③直接得到电极表面的电流分布。
在这些方法中,
  ①和
  ②非常麻烦。从实用的观点来看,直接在电极上检测电流分布,使用(use)哈林槽的方法较典型,另外,也可使用弯曲阴极和圆筒阴极方法测量(cè liáng)分散能力。

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