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    談談電鍍添加劑作用及機理
    發布時間:2015-12-30        瀏覽次數:1630        返回列表

    電鍍是一種普遍應用于農業、工業、科技、交通、電子等各個行業以及日常生活用品中的科學工藝,電鍍的產生不但讓金屬不易腐蝕,塑料制品更耐用,而且讓這些制品的外表也更為美觀,也正因為電鍍產品具有的這些優良性能,在我們的周圍,電鍍產品幾乎隨處可見。

    在人們的觀念中,好的電鍍產品應該是外表光滑潤澤,表層均勻細膩,使用不褪色、不銹蝕、不易剝落。為了提高電鍍產品的性能和美觀程度,在進行電鍍的時候,經常需要加入一些添加劑提高產品的光滑度和光澤。

    比如鍍鋅產品中,會經常使用到藍鋅鈍化液、彩鋅鈍化液、黑色鈍化液等,鍍鋅鈍化液的作用顧名思義也是讓產品不易與空氣中的氧氣發生作用,起到阻止氧化的效果。使用藍鋅鈍化液的添加增加了電鍍件的藍色亮光,而且,也讓電鍍產品的亮光更為均勻,提升產品的檔次,當然對于增加電鍍膜的堅固性和耐腐蝕性也起到了一定的作用,同時還會增加產品抗擊碰撞能力。彩鋅鈍化液,會增加鍍鋅層的光澤度,產品增加了耐腐蝕性,不容易刮花,不容易脫色,而且在鍍鋅件的色澤上也感覺更加艷麗。黑色鈍化液就是在產品表面形成一層黑色保護膜,產品外觀上看起來更加高貴典雅。

    當然這些電鍍添加劑對操作的要求也是很高的,溶液的溫度、濃度、PH都會影響到電鍍效果,在操作過程中需要頻繁地進行調整并且嚴格遵守操作規程。

    電鍍添加劑包括有機添加劑(如鍍鎳用的香豆素等)和無機添加劑(如鍍銅用的鎘鹽)兩大類。早期所用的電鍍添加劑大多數為無機鹽類,隨后有機物才逐漸在電鍍添加劑的行列中取得了主導地位。按功能分類,電鍍添加劑可分為整平劑、光亮劑、潤濕劑和應力消除劑等。不同功能的添加劑一般具有不同的結構特點和作用機理,但多功能的添加劑也較常見,例如糖精既可作為鍍鎳光亮劑,又是常用的應力消除劑;并且不同功能的添加劑也有可能遵循同一作用機理。

    電鍍添加劑的作用機理

    金屬的電沉積過程是分步進行的:首先是電活性物質粒子遷移至陰極附近的外赫姆霍茲層,進行電吸附,然后,陰極電荷傳遞至電極上吸附的部分去溶劑化離子或簡單離子,形成吸附原子,最后,吸附原子在電極表面上遷移,直到并入晶格。上述的第一個過程都產生一定的過電位(分別為遷移過電位、

    活化過電位和電結晶過電位)。只有在一定的過電位下,金屬的電沉積過程才具有足夠高的晶粒成核速率、中等電荷遷移速率及提足夠高的結晶過電位,從而保證鍍層平整致密光澤、與基體材料結合牢固。而恰當的電鍍添加劑能夠提高金屬電沉積的過電位,為鍍層質量提供有力的保障。

    1、擴散控制機理

    在大多數情況下,添加劑向陰極的擴散(而不是金屬離子的擴散)決定著金屬的電沉積速率。這是因為金屬離子的濃度一般為添加劑濃度的100~105倍,對金屬離子而言,電極反應的電流密度遠遠低于其極限電流密度。

    在添加劑擴散控制情況下,大多數添加劑粒子擴散并吸附在電極表面張力較大的凸突處、活性部位及特殊的晶面上,致使電極表面吸附原子遷移到電極表面凹陷處并進入晶格,從而起到整平光亮作用。

    2、非擴散控制機理

    根據電鍍中占統治地位的非擴散因素,可將添加劑的非擴散控制機理分為電吸附機理、絡合物生成機理(包括離子橋機理)、離子對機理、改變赫姆霍茲電位機理、改變電極表面張力機理等多種。

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