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影響鍍層分布的主要因素是電鍍溶液的陰極極化度、電導率、陰極電流效率、電極和鍍槽的幾何因素和基體金屬的表面狀態等。
1.陰極極化度
陰極極化度就是陰極極化曲線的斜率,也就是陰極電位隨陰極電流密度變化而變化的程度(dφ/dDK)。由于任一條陰極極化曲線上各點的斜率都不同,所以各點處的極化度不一樣,當其他條件不變時,極化度較大的鍍液,其分散能力較好。所以凡是能增大陰極極化的因素(如:選擇適當的絡合劑及添加劑等)均能改善鍍層的分散能力及覆蓋能力。
2.電鍍溶液電導率
一般來說提高電導率能提高覆蓋能力。當電鍍溶液的陰極極化度較大時,提高電導率能顯著地提高分散能力和覆蓋能力;如果極化度極小甚至趨近于零,那么增大電導率,對分散能力不可能有多大改善。例如:鍍鉻時的極化度幾乎等于零,即使鍍鉻溶液的導電性能很好,其分散和覆蓋能力都很差。
3.陰極電流效率
陰極電流效率對分散覆蓋能力的影響取決于陰極電流效率隨陰極電流密度的變化而變化的程度。一般可分為三種情況:
(1) 陰極電流效率隨電流密度改變而幾乎沒有變化的(如:硫酸鹽鍍銅、鍍鋅),則陰極電流效率隨對分散覆蓋能力幾乎沒有影響。
(2) 陰極電流效率隨電流密度增大而降低的(如:一切采用絡合劑的電鍍溶液),則陰極電流效率能夠提高分散覆蓋能力。由于電流密度大的地方電流效率低,電流密度小的地方電流效率高,這樣使陰極各處的實際電流密度重新分布得更均勻,即分散能力提高了。
(3) 陰極電流效率隨著電流密度的增大而增大的(如:鍍鉻),則會降低分散覆蓋能力。因為陰極電流密度大的地方電流效率高,電流密度小的地方電流效率低,這樣使陰極各處的實際電流密度重新分布得更不均勻,即分散能力降低了。
4.電極和鍍槽的幾何因素
電極的形狀和尺寸、電極間的距離、電極在鍍槽中的位置和鍍槽的形狀等都會影響鍍層在陰極表面的均勻分布。為了改善由此而引起的電極上電流分布不均的狀態,電鍍生產中常采用輔助陰極和象形陽極適當增大陰陽極之間的距離。
5.基體金屬表面狀態
由于氫在粗糙表面上的過電位小于光滑表面,所以在粗糙表面上氫容易析出,鍍層就不容易沉積,因此提高基體金屬的光潔度往往可以改善覆蓋能力。若基體金屬中含有氫過電位較小的雜質(如:鑄鐵中的碳雜質),在這些雜質上氫容易析出,鍍層就難以沉積。如果氫在基體金屬上的過電位小于鍍層金屬上的過電位,那么在剛入電鍍槽時,將有較多的氫氣逸出。倘若這時局部先鍍上鍍層,那么由于先鍍上鍍層的部位析氫少,電流效率高,這將使分散能力降低。此時為了鍍取均勻連續的鍍層,常在開始通電時采用短時間的大電流密度“沖擊”,使基體金屬表面很快地先鍍上一層氫過電位大的鍍層金屬,然后按正常規定的電流密度進行電鍍,這就可以消除基體金屬對分散能力和覆蓋能力的不良影響。
—來源《電鍍手冊》