有機(jī)添加劑在陰極過(guò)程中的作用機(jī)理是什么?
電鍍添加劑的用量很少,但是作用卻非常明顯,因此,研究電鍍添加劑的作用機(jī)理成為開(kāi)發(fā)和應(yīng)用電鍍添加劑的重要課題。
現(xiàn)在已經(jīng)很清楚的是,無(wú)論以什么形式,電鍍添加劑在電場(chǎng)的作用下基本上都參加了電極過(guò)程,對(duì)金屬的電結(jié)晶過(guò)程有著這樣或那樣的影響。電鍍添加劑根據(jù)其本身的化學(xué)性質(zhì)或結(jié)構(gòu),可分為無(wú)機(jī)添加劑和有機(jī)添加劑兩大類(lèi),現(xiàn)在基本上已經(jīng)是以有機(jī)添加劑為主。
對(duì)于無(wú)機(jī)添加劑,特別是各種金屬鹽類(lèi),由于是典型的金屬陽(yáng)離子,在陰極上要參與電化學(xué)還原,從而參與電結(jié)晶過(guò)程,影響鍍層的結(jié)晶結(jié)構(gòu)或形成微合金狀態(tài),最終改善鍍層的性能,比如硬度、光亮度等。無(wú)機(jī)添加劑與金屬鍍層的共沉積不完全是合金化的作用,有時(shí)是影響電勢(shì)變化和結(jié)晶核的形成。顯然,當(dāng)其引起極化增加或成核數(shù)量增加時(shí),就能起到細(xì)化鍍層的作用。
對(duì)于有機(jī)添加劑在電鍍過(guò)程中的作用機(jī)理,有著多種理論和假說(shuō),現(xiàn)在比較普遍為大家所接受的是表面吸附理論。也就是有機(jī)添加劑吸附在電極表面,對(duì)金屬離子的還原起阻滯作用的同時(shí),使金屬結(jié)晶的成核數(shù)量增加而成長(zhǎng)速度減緩,這樣就使結(jié)晶細(xì)化并達(dá)到光亮的效果。添加了有機(jī)添加劑的鍍液中的金屬還原電極電勢(shì)都會(huì)有不同程度的負(fù)移,這是金屬還原過(guò)程受到一定程度抑制的證明。
隨著電鍍添加劑中間體技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)不同基團(tuán)在電極表面行為的研究也進(jìn)一步深入,并發(fā)現(xiàn)電鍍添加劑根據(jù)其作用基本上可以分為兩類(lèi),并且都含有不飽和鍵,一類(lèi)是初級(jí)光亮劑,另一類(lèi)是次級(jí)光亮劑、但這種作用不是絕對(duì)的,當(dāng)與之配伍的添加劑成分發(fā)生改變時(shí),它們的作用也相應(yīng)發(fā)生變化。研究表明,有機(jī)添加劑在表面吸附的同時(shí),也會(huì)因參加電極反應(yīng)而發(fā)生還原,這就是有機(jī)添加劑的分解。分解的產(chǎn)物一部分進(jìn)入鍍層,使鍍層的硬度增加,出現(xiàn)某種內(nèi)應(yīng)力,另一部分進(jìn)入鍍液,成為有機(jī)雜質(zhì)。由于不同分解產(chǎn)物對(duì)鍍層結(jié)晶影響的方式不同,所產(chǎn)生的應(yīng)力方向也有所不同。正是這種不同,使得可以用不同的添加劑消除所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
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