電流分布與分散能力的區(qū)別
如果已知電量和電流效率,根據(jù)法拉第定律,可以算出金屬的沉積量。如陰極的表面積已知,就可得鍍層的平均厚度。然而,對于實際電鍍產(chǎn)品,工件上電流分布不是均勻的,因而鍍層實際厚度往往不等于平均厚度,而且各處不同。
工件上的電流分布與工件各部分的電鍍阻力有關(guān)。當(dāng)電流通過電鍍槽時,將遇到三部分的阻力。
① 金屬電極和導(dǎo)線的歐姆電阻,Rd(通常忽略不計)。
② 電解液的歐姆電阻,Rr
③ 電流通過電極和溶液兩相界面時,電化學(xué)反應(yīng)過程或離子放電過程的電化學(xué)極化和濃差極化造成的阻力,統(tǒng)稱為極化電阻,Rj
若只討論溶液的歐姆電阻Rr對陰極電流分布的影響, 該情況下的電流分布稱之為一次電流分布。此時鍍件上的電流分布取決于鍍件各部位與陽極的距離,這種情況下,電流分布是最不均勻的,也就是說金屬鍍層的厚度分布也最不均勻。
事實上,在電鍍過程中,陰極極化是一定存在的,極化電阻民Rj必然要影響電流在陰極的分布,由Rr和Rj共同決定的電流分布稱為二次電流分布或稱電流的實際分布。
電鍍?nèi)芤旱姆稚⒛芰σ卜Q為均鍍能力,它是指電鍍?nèi)芤核哂械氖瑰儗雍穸染鶆蚍植嫉哪芰?。電鍍?nèi)芤旱姆稚⒛芰τ茫阱兗煌课簧纤练e出的鍍層厚度就愈均勻;反之,則鍍層厚度相差愈大。
電鍍?nèi)芤旱姆稚⒛芰κ怯枚坞娏鞣植寂c一次電流分布的相對偏差來表示。
在電鍍反應(yīng)中金屬分布受到許多因素的影響,四個主要因素如下。
① 決定一次電流分布的因素。
② 影響一次電流分布的因素,涉及電鍍槽液和電鍍條件,如槽液組成。溫度、雜質(zhì)、pH,電流密度等。
③ 不是從本質(zhì)上控制一次電流分布,但對其有影響的因素,如工件的形狀和尺寸、電解池的結(jié)構(gòu)、電極之間的距離等。
④ 鍍槽的電流密度和電流效率之間的關(guān)系。
在這些因素中,②和③影響初始電流分布,引起二次電流分布。實際上,金屬電沉積是根據(jù)二次電流分布進(jìn)行的。決定二次電流分布的電化學(xué)特性是陰極上的極化和鍍槽的導(dǎo)電性。分散能力實質(zhì)上是表征鍍層在陰極表面上分布的均勻性和完整性,是決定鍍層質(zhì)量的一個重要因素,它也影響著鍍層的裝飾、防腐性能。因此,電鍍液的分散能力是指在特定條件下,一定溶液使陰極上獲得的鍍層分布更為均勻的能力。
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