(1)幾何因素
這里所說(shuō)的幾何因素,是指與電鍍過(guò)程有關(guān)的各種空間要素,包括鍍槽形狀、陽(yáng)極形狀、掛具形狀、陰極形狀、制件在鍍槽中的分布、陰陽(yáng)極間的距離等,所有這些因素對(duì)電極過(guò)程都有一定影響,如果處理不當(dāng),有些因素還會(huì)給電鍍的質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害。
①電解槽。它是電鍍過(guò)程進(jìn)行的場(chǎng)所。從表面來(lái)看,電解槽的大小、形狀是決定電極及制品在槽內(nèi)的分布的先天因素,但是,在許多場(chǎng)合,電解槽的大小和形狀應(yīng)該是根據(jù)制品的大小和形狀來(lái)確定的。
目前電解槽的形狀基本上是長(zhǎng)方體為主,也就是由長(zhǎng)寬高三個(gè)尺寸來(lái)確定一個(gè)槽體。槽體一經(jīng)確定,所有參數(shù)也就是確定的了。
②電極。它包括陽(yáng)極、作為陰極的掛具,它們的形狀和大小也可以歸納為立方體,電極的幾何因素還包括陽(yáng)極與陰極的相對(duì)位置,還有掛具的結(jié)構(gòu)和掛具上制品的分布。陽(yáng)極特別是帶陽(yáng)極籃的陽(yáng)極和掛具,對(duì)于一個(gè)鍍種或產(chǎn)品相對(duì)也是確定的。
③電鍍產(chǎn)品。它是構(gòu)成陰極的一部分,對(duì)電鍍來(lái)說(shuō),產(chǎn)品的幾何形狀是不確定的,是變動(dòng)量最大的幾何因素。對(duì)于電解冶金和電解精煉,制品也就是陰極總是與陽(yáng)極一樣做成平板型。當(dāng)陰極和陽(yáng)極成平行的平板狀時(shí),可以認(rèn)為陰極上電流密度分布是接近理想狀態(tài)的,也就是各部分的電流密度相等。
(2)幾何因素影響的原理
①一次電流分布。在金屬的電鍍過(guò)程中,金屬析出的量與所通的電流的大小是成正比的,同時(shí)還受電流效率的影響。根據(jù)歐姆定律,影響陰極表面電流大小的因素,在電壓一定時(shí),主要是電阻。而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電也符合歐姆定律,由于電鍍過(guò)程涉及金屬和電解質(zhì)溶液兩類導(dǎo)體,電流在進(jìn)入電解質(zhì)溶液前的路徑是相等的,并且與電解質(zhì)溶液的電阻比起來(lái),同一電路中的金屬導(dǎo)線上的電阻可以忽略,這樣,當(dāng)電流通過(guò)電解質(zhì)溶液到達(dá)陰極表面時(shí),影響電流大小因素就是電解質(zhì)溶液的電阻。由于陰極形狀和制品的位置的不同,這種電阻的大小肯定是不同的,這就決定了一有電流通過(guò)陰極,其不同部位的電流值是不一樣的。人們將電流通過(guò)電解槽在陰極上形成的電流分布稱為一次電流分布。并且可以用陰極上距陽(yáng)極遠(yuǎn)近不同的任意兩點(diǎn)的比,來(lái)描述這種分布:![]()
式中K1一次電流分布狀態(tài)數(shù);
I近、I遠(yuǎn)—距陽(yáng)極近端和遠(yuǎn)端的電流強(qiáng)度;
R近、R遠(yuǎn)—從陽(yáng)極到陰極近端和遠(yuǎn)端的電解液的電阻。
由這個(gè)一次電流分布的公式可以得知,當(dāng)陽(yáng)極與陰極的所有部位完全距離相等時(shí),










