介紹電鍍的原理是怎樣的
發(fā)布時間:2013-05-03 00:00:00 點擊率: 發(fā)布人:在盛有電鍍液的鍍槽中,經(jīng)過清理和特殊預(yù)處理的待鍍件作為陰極,用鍍覆金屬制成陽極,兩極分別與直流電源的負極和正極聯(lián)接。電鍍液由含有鍍覆金屬的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。通電后,電鍍液中的金屬離子,在電位差的作用下移動到陰極上形成鍍層。陽極的金屬形成金屬離子進入電鍍液,以保持被鍍覆的金屬離子的濃度。在有些情況下,如鍍鉻,是采用鉛、鉛銻合金制成的不溶性陽極,它只起傳遞電子、導(dǎo)通電流的作用。電解液中的鉻離子濃度,需依靠定期地向鍍液中加入鉻化合物來維持。電鍍時,陽極材料的質(zhì)量、電鍍液的成分、溫度、電流密度、通電時間、攪拌強度、析出的雜質(zhì)、電源波形等都會影響鍍層的質(zhì)量,電鍍設(shè)備廠家認為需要適時進行控制。
首先電鍍液有六個要素:主鹽、附加鹽、絡(luò)合劑、緩沖劑、陽極活化劑和添加劑。
電鍍原理包含四個方面:電鍍液、電鍍反應(yīng)、電極與反應(yīng)原理、金屬的電沉積過程。
電鍍反應(yīng)中的電化學(xué)反應(yīng):被鍍的零件為陰極,與直流電源的負極相連,金屬陽極與直流電源的正極聯(lián)結(jié),陽極與陰均浸入鍍液中。當在陰陽兩極間施加一定電位時,則在陰極發(fā)生如下反應(yīng):從鍍液內(nèi)部擴散到電極和鍍液界面的金屬離子Mn+從陰極上獲得n個電子,還原成金屬M。另一方面,在陽極則發(fā)生與陰極完全相反的反應(yīng),即陽極界面上發(fā)生金屬M的溶解,釋放n個電子生成金屬離子Mn+。
電極及反應(yīng)機理
A、電極電位
當金屬電極浸入含有該金屬離子的溶液中時,存在如下的平衡,即金屬失電子而溶解于溶液的反應(yīng)和金屬離子得電子而析出金屬的逆反應(yīng)應(yīng)同時存在:Mn++ne=M
平衡電位與金屬的本性和溶液的溫度,濃度有關(guān)。為了精確比較物質(zhì)本性對平衡電位的影響,人們規(guī)定當溶液溫度為250℃,金屬離子的濃度為1mol/L時,測得的電位叫標準電極電位。標準電極電位負值較大的金屬都易失掉電子被氧化,而標準電極電位正值較大的金屬都易得到電子被還原。
B、極化
所謂極化就是指有電流通過電極時,電極電位偏離平衡電極電位的現(xiàn)象。所以,又把電流-電位曲線稱為極化曲線。產(chǎn)生極化作用的原因主要是電化學(xué)極化和濃差極化。
1、電化學(xué)極化
由于陰極上電化學(xué)反應(yīng)速度小于外電源供給電子的速度,從而使電極電位向負的方向移動而引起的極化作用。
2、濃差極化
由于鄰近電極表液層的濃度與溶液主體的濃度發(fā)生差異而產(chǎn)生的極化稱濃差極化,這是由于溶液中離子擴散速度小于電子運動造成的。
電鍍過程是鍍液中的金屬離子在外電場的作用下,經(jīng)電極反應(yīng)還原成金屬原子并在陰極上進行金屬沉積的過程。
電鍍原理簡單而言,就是在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中,以被鍍基體金屬為陰極,通過電解作用,使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來,形成鍍層。
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