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鍍液的主要組分
鍍液的主要組分是指鍍液中不可缺少、量又較多的組分。
1.1水
水是電鍍液不可缺少的最主要組分，是電鍍液中溶解其他可溶性組分(溶質(zhì))的溶劑。水的電離特性、電解反應(yīng)及水質(zhì)好壞，是必須嚴(yán)重關(guān)切的問題。
1.2主鹽
1.2.1主鹽的作用
主鹽是指形成鍍層組分的金屬鹽類，為必不可少的組分。其多數(shù)為強(qiáng)電解質(zhì)，在水中幾乎百分之百電離成金屬離子與酸根。單金屬電鍍只需一種主鹽，二元合金電鍍需2種主鹽(如鍍青銅需銅鹽與錫鹽)，三元合金則需3種主鹽(如三元仿金鍍需銅鹽、鋅鹽、錫鹽)。
可溶性陽極電鍍，鍍液中金屬離子還原消耗后可由陽極溶解補(bǔ)充；而不溶性陽極電鍍(如鍍鉻與用鈦網(wǎng)鍍鉑作陽極的無氰鍍金)，則應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充含鍍層金屬的化合物來補(bǔ)充消耗。
1.2.2主鹽的影響
主鹽濃度越高，擴(kuò)散傳質(zhì)速度越快，濃差極化越小，允許采用的陰極電流密度越高，鍍層越不易燒焦，這是任何電鍍的一條共同規(guī)律。對于光亮性電鍍，主鹽濃度高些，光亮整平的陰極電流密度范圍向高電流密度區(qū)移動，而低電流密度區(qū)光亮整平性可能變差。主鹽濃度的提高受某些因素(如主鹽的溶解度、絡(luò)合物電鍍的絡(luò)合比等)的限制，不是想要多高就能做到多高。對于氯化物鍍鋅、光亮酸銅這類簡單鹽電鍍，主鹽濃度過高反而有害，原因是單靠添加劑產(chǎn)生電化學(xué)極化是不夠的(添加劑加入過多，有害無益)，而必須保持適度的濃差極化(見第四講)，否則鍍液分散能力、深鍍能力下降，低電流密度區(qū)亮度不足，這對滾鍍效果的影響更明顯。因此不能片面追求大的允許電流密度而將主鹽濃度控制得太高。對于鋅酸鹽鍍鋅，只有苛性鈉與氧化鋅的質(zhì)量比(稱為鋅堿比，以α表示)大于等于10時(shí)，鍍液才穩(wěn)定。氧化鋅每增加5g/L，苛性鈉應(yīng)增加50~60g/L，但溶液過濃也有害處。
主鹽濃度不能過低。對于鍍亮鎳，當(dāng)Ni2+濃度低于某一臨界值時(shí)，無論如何加入光亮劑，鍍層都不亮。電鍍液的低濃度化可減少投資和帶出損耗，但實(shí)現(xiàn)的難度很大。對于六價(jià)鉻鍍鉻，即使采用稀土添加劑，鉻酐的質(zhì)量濃度也不能低于100g/L；否則鍍液導(dǎo)電性差，溫升快，而且雜質(zhì)容忍量太低，無法控制。
1.3導(dǎo)電鹽
1.3.1導(dǎo)電鹽的作用
惰性強(qiáng)電解質(zhì)，它們幾乎百分之百在鍍液中電離成正、負(fù)離子。之所以叫“惰性”，是因?yàn)殡婋x產(chǎn)生的陽離子的析出電位都很負(fù)，不會在陰極還原，而生成的陰離子在陽極的氧化電位又很正，不會在陽極被氧化，只有帶出損耗。金屬靠其中的電子導(dǎo)電，稱為”第一類導(dǎo)體”；而電解質(zhì)溶液靠正、負(fù)離子導(dǎo)電，稱為”第二類導(dǎo)體”。鍍液中的正、負(fù)離子多，則導(dǎo)電性好。加入導(dǎo)電鹽提高鍍液電導(dǎo)率至少有2個(gè)好處：一、鍍液的電導(dǎo)率越高，其分散能力越好，工件上鍍層厚度分布越均勻(詳見第八講)；二、當(dāng)總電流(電流強(qiáng)度)相同時(shí)，鍍液導(dǎo)電性越好，則槽電壓越低，越省電。
對于氯化物鍍鋅，加入的氯化物主要用作導(dǎo)電鹽(Cl–對Zn 2+僅有很微弱的配位作用)。因鉀鹽的導(dǎo)電性比鈉鹽好得多，故宜用氯化鉀。若為省錢而用氯化鈉，則得不償失。酸性鍍銅液本身的導(dǎo)電性很好，不必另加導(dǎo)電鹽。但鍍鎳液中加入硫酸鈉與硫酸鎂作導(dǎo)電鹽，則好處明顯。其中硫酸鎂并非完全惰性，鎂離子會參與陰極還原，形成微鎂鎳合金，使暗鎳層結(jié)晶細(xì)化而顯得”白嫩”。配合物(絡(luò)合物)電鍍，因主鹽濃度提高受到限制，故常加導(dǎo)電鹽。如HEDP鍍銅、金、銀等，常加適量碳酸鉀作為導(dǎo)電鹽。
1.3.2使用導(dǎo)電鹽時(shí)應(yīng)注意的問題
導(dǎo)電鹽并非越多越好，其含量有一個(gè)最佳值。一旦超過其最佳含量，鍍液的電導(dǎo)率反而下降。這尤如道路上車少時(shí)交通不便，車過多了又擁擠不堪，交通不暢。導(dǎo)電鹽過多還有其他副作用。如氯化鉀鍍鋅液中KCl過多會引起“鹽析現(xiàn)象”，降低添加劑中表面活性劑的溶解度，使?jié)狳c(diǎn)降低，添加劑呈油狀物浮出。有條件的最好通過測定鍍液電導(dǎo)率來確定最佳補(bǔ)加量。用赫爾槽進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可用精密數(shù)字式電壓表與電流表，在液位和電流相同的條件下，加導(dǎo)電鹽至電壓最低。
1.3.3導(dǎo)電鹽種類的選擇原則
?。?）提高電導(dǎo)的效果。一般而言，鉀鹽的導(dǎo)電性比鈉鹽好；堿性條件下不宜用銨鹽，否則NH+呈氨氣(NH3)而揮發(fā)掉。
?。?）電離生成的陰、陽離子對鍍液無副作用。
1.4配位劑（絡(luò)合劑）
產(chǎn)生陰極電化學(xué)極化常用兩種方法：一是加入具有表面活性的添加劑，其吸附在陰極表面，形成金屬離子放電的阻擋層；二是加入配位劑，使簡單金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)椤氨成习ぁ钡呐潆x子（絡(luò)離子），增加其放電難度。
所形成配離子的穩(wěn)定性應(yīng)適中。配離子過于穩(wěn)定，金屬離子放電太困難，鍍液中H+會乘機(jī)放電析氫，鍍層易燒焦，允許陰極電流密度變小；配離子太不穩(wěn)定，則陰極電化學(xué)極化又不足，在堿性條件下甚至?xí)蓺溲趸锍恋?。配離子的穩(wěn)定程度受配合物種類、配位劑數(shù)量(單配位、雙配位、多配位)、配合比、鍍液pH、液溫等多種因素影響，十分復(fù)雜。
1.5 pH緩沖劑
加入pH緩沖劑是為了使鍍液或陰極界面液層中的pH相對穩(wěn)定，使其不至于變化太快而超過工藝允許的范圍。
1.6陽極去極劑（陽極活化劑）
陽極易產(chǎn)生過大的陽極極化時(shí)易鈍化，造成導(dǎo)電不良，影響電流分布的均勻性；若是可溶性陽極，則還會溶解不良，造成鍍液中主鹽金屬離子濃度不斷下降，電鍍效果更差。加入陽極去極劑(或稱陽極活化劑)就是為了防止陽極鈍化。
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