電流分布與分散能力
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(duì)于實(shí)際電鍍產(chǎn)品,工件上的電流分布不是均勻的,因而鍍層實(shí)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(guò)電鍍槽時(shí),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(jì))。
②電解液的歐姆電阻,Rr。
③電流通過(guò)電極和溶液兩相界面時(shí),電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程或離子放電過(guò)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(duì)陰極電流分布的影響,我們把該情況下的電流分布稱之為一次電流分布。此時(shí)鍍件上的電流分布取決于鍍件各部位與陽(yáng)極的距離,這種情況下,電流分布是最不均勻的,也就是說(shuō)金屬鍍層的厚度分布也最不均勻。
事實(shí)上,在電鍍過(guò)程中,陰極極化是一定存在的,極化電阻 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(shí)際分布。
電鍍?nèi)芤旱姆稚⒛芰σ喾Q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Αk婂內(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?/SPAN>(throwing power,T.P)是用二次電流分布與一次電流分布的相對(duì)偏差來(lái)表示,它的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下。

式中 T.P--分散能力,%;
K--常數(shù)。
在電鍍反應(yīng)中金屬分布受到許多因素的影響,四個(gè)主要因素如下。
①?zèng)Q定一次電流分布的因素。
②影響一次電流分布的因素,涉及到電鍍槽液和電鍍條件,如槽液組成、溫度、雜質(zhì)、pH值、電流密度等。
③不是從本質(zhì)上控制一次電流分布,但對(duì)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(shí)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(shí)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(gè)重要因素,它也影響著鍍層的裝飾、防蝕性能。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。
一般來(lái)說(shuō),電極上的電流分布可由下列方法確定。
①檢測(cè)電極上的極化,以圖形得到電流分布。
② 測(cè)定在電解質(zhì)中的電位分布,以曲線的形式得到。
③直接得到電極表面的電流分布。
在這些方法中,①和②非常麻煩。從實(shí)用的觀點(diǎn)來(lái)看,直接在電極上檢測(cè)電流分布,使用哈林槽的方法較典型,另外,也可使用彎曲陰極和圓筒陰極方法測(cè)量分散能力。










