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電鍍中間體/水性工業(yè)涂料/工業(yè)清洗化學(xué)品
電鍍液中主要成份的作用
2020-12-14 12:59
電鍍?nèi)芤旱慕M成對(duì)電鍍層的結(jié)構(gòu)有著很重要的影響。不同的鍍層金屬所使用的電鍍?nèi)芤旱慕M成可以是各種各樣的.但是都必須含有主鹽。根據(jù)主鹽性質(zhì)的不同，可將電鍍?nèi)芤悍譃楹?jiǎn)單鹽電鍍?nèi)芤汉徒j(luò)合物電鍍?nèi)芤簝纱箢悺?/span>
簡(jiǎn)單鹽電鍍?nèi)芤褐兄饕饘匐x子以簡(jiǎn)單離子形式存在(如cu2+、Ni2+、Zn2+等)，其溶液都是酸性的。在絡(luò)合物電鍍?nèi)芤褐校蚝薪j(luò)合劑，主要金屬離子以絡(luò)離子形式存在(如[Cu(CN)3]2-、[Zn(CN)4]2-、[Ag(CN)2]-等)，其溶液多數(shù)是堿性的，也有酸性的。除主鹽和絡(luò)合劑外，電鍍?nèi)芤褐薪?jīng)常還加有導(dǎo)電鹽、緩沖劑、陽(yáng)極去極化劑以及添加劑等，它們各有不同的作用。
一、主鹽
能夠在陰極上沉積出所要求的鍍層金屬的鹽。
主鹽濃度高，溶液的導(dǎo)電性和電流效率一股都較高，可使用較大的電流密度，加快了沉積速度。在光亮電鍍時(shí)，鍍層的光亮度和整平性也較好。但是，主鹽濃度升高會(huì)使陰極極化下降，出現(xiàn)鍍層結(jié)晶較粗，鍍液的分散能力下降，而且鍍液的帶出損失較大，成本較高，同時(shí)還增加了廢水處理的負(fù)擔(dān)。主鹽濃度低，則采用的陰極電流密度較低.沉積速度較慢，但其分散能力和覆蓋能力均較濃溶液好。
因此，主鹽濃度要有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶⑴c溶液中其他成分的濃度維持一個(gè)適當(dāng)?shù)谋戎怠Ｓ袝r(shí)，由于使用要求不同.即使同一類型的鍍液，其主鹽含量范圍也不同。對(duì)于電鍍形狀復(fù)雜的零件或用于預(yù)鍍、沖擊鍍時(shí)，要求較高的分散能力，一般多采用主鹽濃度較低的電鍍?nèi)芤骸６焖匐婂兊娜芤海瑒t要求主鹽含量高。
二、導(dǎo)電鹽
能提高溶液的電導(dǎo)率，而對(duì)放電金屬離子不起絡(luò)合作用的物質(zhì)。這類物質(zhì)包括酸、堿和鹽，由于它們的主要作用是用來提高溶液的導(dǎo)電性，習(xí)慣上通稱為導(dǎo)電鹽。如酸性鍍銅溶液中的H2SO4，氯化物鍍鋅溶液中的KCL、NaCl及氰化物鍍銅溶液中的NaOH和NaCO3等。
導(dǎo)電鹽的含量升高，槽電壓下降，鍍液的深鍍能力得到改善，在多數(shù)情況下，鍍液的分散能力也有所提高。
導(dǎo)電鹽的含量受到溶解度的限制.而且大量導(dǎo)電鹽的存在還會(huì)降低其他鹽類的溶解度。對(duì)于含有較多表面活性劑的溶液，過多的導(dǎo)電鹽會(huì)降低它們的溶解度，使溶液在較低的溫度下發(fā)生乳濁現(xiàn)象.嚴(yán)重的會(huì)影響鍍液的性能。所以導(dǎo)電鹽的含量也應(yīng)適當(dāng)。
三、絡(luò)合劑
在溶液中能與余屬離子生成絡(luò)合離子的物質(zhì)稱為絡(luò)合劑。如氰化物鍍液中的NaCN或KCN，焦磷酸鹽鍍液中的K4P2O7或Na4P2O7等。
在絡(luò)合物鍍液中，最具重要意義的，并不是絡(luò)合劑的絕對(duì)含量，而是絡(luò)合劑與主鹽的相對(duì)含量，通常用絡(luò)合劑的游離量來表示，即除絡(luò)合金屬離子以外多余的絡(luò)合劑。
絡(luò)合劑的游離量增加，陰極極化增大，可使鍍層結(jié)晶細(xì)致，鍍液的分散能力和覆蓋能力都得到改善，但是陰極電流效率下降，沉積速度減慢。過高時(shí)，大量析氫會(huì)造成鍍層針孔，低電流密度區(qū)沒有鍍層，還會(huì)造成基體金屬的氫脆。對(duì)于陽(yáng)極來說，它將降低陽(yáng)極極化，有利于陽(yáng)極的正常溶解。絡(luò)合劑的游離量低，鍍層結(jié)晶變粗，鍍掖的分散能力和覆蓋能力都較差。
四、緩沖劑
用來穩(wěn)定溶液的PH值，特別是陰極表面附近的PH值。緩沖劑一般是用弱酸或弱酸的酸式鹽，如鍍鎳溶液中的比H3BO3，和焦磷酸鹽鍍液中的Na2HPO4等。
任何一種緩沖劑都只能在一定的范圍內(nèi)具有較好的緩沖作用，超過這一范圍其緩沖作用將不明顯或完全沒有緩沖作用，而是還必須要有足夠的量才能起到穩(wěn)定溶液PH值的作用，由于緩沖劑可以減緩陰極表面因析氫而造成的局部PH值的升高，并能將其控制在最佳值范圍內(nèi)，所以對(duì)提高陰極極化有一定作用，也有利于提高鍍液的分散能力和鍍層質(zhì)量。過多的緩沖劑既無必要，還有可能降低電流效率或產(chǎn)生其他副作用。
五、穩(wěn)定劑
用來防止鍍液中主鹽水解或金屬離子的氧化，保持溶液的清澈穩(wěn)定。如酸性鍍錫和鍍銅溶液中的硫酸，酸性鍍錫溶液中的抗氧化劑等。
六、陽(yáng)極活化劑
在電鍍過程中能夠消除或降低陽(yáng)極極化的物質(zhì)，它可以促進(jìn)陽(yáng)極正常溶解，提高陽(yáng)極電流密度。如鍍銀溶液中的氯化物，氰化鍍銅溶液中的酒石酸鹽等。
七、添加劑
是指那些在鍍液中含量很低，但對(duì)鏈液和鍍層性能卻有著顯著影響的物質(zhì)。近年來添加劑的發(fā)展速度很快.在電鍍生產(chǎn)中占的地位越來越重要，種類越來越多，而且越來越多地使用復(fù)合添加劑來代替單一添加劑。按照它們?cè)陔婂內(nèi)芤褐兴鸬淖饔茫笾驴煞譃槿缦聨最悺?/span>
(一)光亮劑
它的加入可以使鍍層光亮。如鍍鎳中的糖精及1,4-丁炔二醇;氯化物鍍鋅中的芐叉丙酮等。當(dāng)在鍍液中含有幾種光亮劑或?qū)追N物質(zhì)配制成復(fù)合光亮劑時(shí)，常根據(jù)光亮劑在鍍液中的作用、性能和對(duì)鍍層的影響等，又將它們分為初級(jí)光亮劑、次級(jí)光亮劑、載體光亮劑和輔助光亮劑等。
(二)整平劑
具有使鍍層將基體表面細(xì)微不平處填平的物質(zhì)。如鍍鎳溶液中的香豆素，酸性光亮鍍銅溶液中的四氫噻唑硫酮、甲基紫等。
(三)潤(rùn)濕劑
它們的主要作用是降低溶液與陰極間的界面張力，使氫氣泡容易脫離陰極表面，從而防止鍍層產(chǎn)生針孔。這類物質(zhì)多為表面活性劑，其添加量很少，對(duì)鍍液和鍍層的其他性能沒有明顯的影響。如鍍鎳溶液中的十二烷基硫酸鈉。
(四)應(yīng)力消除劑
能夠降低鍍層內(nèi)應(yīng)力，提高鍍層韌性的物質(zhì)。堿性鍍鋅溶液中的香豆素等。
(玉)鍍層細(xì)化劑
它是能使鍍層結(jié)晶細(xì)化并具有光澤的添加劑。如堿性鍍鋅溶液中的DE及DPE等添加劑。
(六)抑霧劑
這是一類表面活性劑。具有發(fā)泡作用，在氣體或機(jī)械攪拌的作用下，可以在液面生成一層較厚的穩(wěn)定的泡沫以抑制氣體析出時(shí)帶出的酸霧、堿霧或溶液的飛沫。選擇的原則是它對(duì)鍍液和鍍層的其他性能沒有有害的影響，而本身在溶液中相當(dāng)穩(wěn)定，如鍍鉻溶液中使用的F53。抑霧刑的加入量一般都很小，過多會(huì)造成泡沫外溢或爆鳴，如果選擇或使用不當(dāng)則會(huì)在鍍層上造成氣流痕、針孔等。
(七)無機(jī)添加劑
此類添加劑多數(shù)是硫、硒、碲的化合物及一些可與鍍層金屬共析的其他金屬鹽。這些金屬離子對(duì)鍍層的性能會(huì)有顯著的影響，而且這種影響是多方面的。例如在鍍鎳溶液中加入鎘鹽可以得到光亮的鍍層，在硫酸鹽鍍錫溶液中加入鉛鹽可防止鍍層長(zhǎng)錫須，在鍍銀或鍍金溶液中加入銻或鈷鹽可以提高鍍層的硬度等等。但是這些金屬的含量必須很低，否則將會(huì)使鍍層惡化，如發(fā)黑、發(fā)脆、產(chǎn)生條紋等。
八、陽(yáng)極
電鍍時(shí)發(fā)生氧化反應(yīng)的電極為陽(yáng)極。它有不溶性陽(yáng)極和可溶性陽(yáng)極之分。不溶性陽(yáng)極的作用是導(dǎo)電和控制電流在陰極表面的分布;可溶性陽(yáng)極除了有這兩種作用外，還具有向鍍液中補(bǔ)充放電金屬離子的作用。后者在向鍍液補(bǔ)充金屬離子時(shí)，最好是陽(yáng)極上溶解入溶液的金屬離子的價(jià)數(shù)與陰極上消耗掉的相同。如酸性鍍錫時(shí)，陰極上消耗掉的是Sn2+，要求陽(yáng)極上溶解入溶液的也是Sn2+;在堿性鍍錫時(shí)，陰極上消耗掉的是Sn4+，要求陽(yáng)極上溶解入溶液的也是Sn4+。同是還希望陽(yáng)極上溶解入溶液中的金屬離子的量與陰極上消耗掉的基本相同，以保持主鹽濃度在電鍍過程中的穩(wěn)定。
陽(yáng)極的純度、形狀及它在溶液中的懸掛位置和它在電鍍時(shí)的表面狀態(tài)等對(duì)電鍍層質(zhì)量都有影響
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