如何辨析电镀中阳极的钝化
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镀锌钝化钝化成膜理论钝化理论与钝化现象的定义有密切关系。
如果钝化现象是因为金属与钝化剂直接作用而产生的,那么称为“化学钝化”或者“自动钝化”。
比如铬、铝、钛等金属在空气中和含氧溶液中都很容易被氧所钝化,被称为自钝化金属。
如果金属的钝化是由阳极极化引起的,那么就叫做“阳极钝化”或者“电化学钝化”。
铁、镍、钼等在稀硫酸溶液中均可发生电化学钝化。
这两类钝化本质上是一致的,可以用相同的理论来解释。
还有一种所谓的“机械钝化”,指的是在一定环境中,金属表面沉淀出一层较厚的、但又比较疏松的盐层,把金属基体和腐蚀介质机械地隔离开。
钝化理论主要是用来解释前两种钝化现象的,广为接受的有两种:成相膜理论和吸附理论。
成相膜理论和吸附理论都可以较好的解释大部分实验事实,但也有各自缺陷。
如果将两种理论联系起来,可以将金属钝化分成两个步骤: 第一步,OH-在金属表面吸附,或者H2O在金属表面的定向吸附;吸附分子或离子参与电化学反应,直接形成“第一层氧层”后,金属的溶解速度即开始大幅下降。
第二步,由于在第一步过程中生成的吸附膜并不可能完全阻止金属的溶解,一定条件下这种氧层会继续生长变厚而形成成相的氧化物膜。
与吸附膜相比,较厚的膜对金属的溶解过程的阻化效应更好一些,阳极电流应该进一步下降。
如果某种金属在腐蚀介质中只发生上述第一步反应, 或者金属腐蚀速度的降低主要由第一步过程中产生的吸附层所贡献,那么用吸附理论就可以比较好地解释这种体系的钝化现象。
如果某种金属腐蚀速率的降低主要由第二步过程中产生的成相氧化膜所贡献,则用成相膜理论来解释钝化现象较合适。
但不论采用哪一种理论,在大多数情况下,只要有合适的条件,还是会形成有一定厚度的氧化物膜的,而且这一层氧化物膜对金属的阳极溶解速度有很大影响。
因此,对钝化膜结构进行微观研究,具有一定的实际意义。
无铬钝化实验材料及工艺配方基体材料采用低碳钢片,锌板作阳极。
采用碱性镀锌体系,镀液的工艺组成为:氢氧化钠1l0~150g/L,氧化锌1O~15g/L,镀锌光亮剂5.5~6.0mL/L,1.0~1.2A/dm,常温,20min。
电解钝化名词解释
电解钝化是一种阳极金属的电化学溶解陡然大幅度减缓乃至几乎不溶的现象。
它由电解液中的电极反应形成,在阳极金属表面形成一层致密而牢固的薄膜,这层薄膜由氧化物、氢氧化物或盐组成,成为钝化膜,隔开了金属和电解液的接触,导致金属表面的反应能力大大降低,金属的溶解过程缓慢。
在电解加工时,如电流密度很低,钝化膜可以完全阻止阳极金属的溶解,随着电流密度的增加,钝化膜开始破裂,阳极开始溶解。
电镀处理中的阳极和阴极的选择电镀处理是一种通过电化学方法在金属表面形成一层金属或合金镀层的表面处理技术。
它既能够提高金属表面的耐腐蚀性能,也能够提高金属表面的装饰性能和机械性能。
同时,电镀处理也广泛应用于机械制造、电子、航空等行业,达到了极其重要的作用。
电镀处理中的阳极和阴极的选择是影响电镀效果的重要因素,下面将会详细探讨它们的选择。
一、电镀处理中的阳极1、阳极的作用阳极是电镀液中含有被电极化金属的电极,当电流通过电解槽时,金属阳极被氧化释放出阳离子。
阳离子在液体中游离并在工件的表面沉积,从而形成电镀层。
因此,选择适当的阳极是电镀处理的关键之一。
2、阳极的种类在电镀处理中,广泛采用的阳极有铜阳极、铝阳极、铜-铅阳极、铅阳极等。
其中,铅阳极的工作电压低、电化学性能稳定,不易氧化和腐蚀,因此是较为理想的阳极。
3、选择阳极的原则在选择阳极时,应考虑以下因素:(1)阳极应选择电化学性能稳定的材料。
(2)阳极应压降小、电流分布均匀,不能影响电镀质量。
(3)阳极形状应适应工件的形状。
(4)阳极应考虑成本等综合因素。
二、电镀处理中的阴极1、阴极的作用阴极是电镀液中没有被电极化的装置。
在电镀液中,阴极是电子的接收方,能够为阳离子提供电子,使其在工件表面沉积形成电镀层。
因此,阴极的选择也是影响电镀效果的重要因素之一。
2、阴极的种类在电镀处理中,广泛采用的阴极有铁和不锈钢等。
3、选择阴极的原则在选择阴极时,应考虑以下因素:(1)阴极应选择起电位低、化学性能稳定的材质,不得对电镀液造成污染。
(2)阴极表面应平整,电镀液需要充分接触阴极表面,以保证电流分布均匀。
(3)阴极的面积和位置应适应电解槽和工件的要求。
(4)阴极应考虑成本等综合因素。
三、结论在电镀处理中,选择适当的阳极和阴极是影响电镀效果的重要因素。
针对不同的电镀液,需要选择与之相适应的阳极和阴极。
同时,在选择阳极和阴极的时候,还需要考虑成本和工艺等因素,以达到最佳的电镀效果。
电镀的涵义电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(2)、电镀的目的电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
(3)、电镀的原理电镀的原理与电解精炼铜的原理是一致的。
电镀时,一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液;把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连,作为阴极;用镀层金属作为阳极,与直流电源正极相连。
通入低压直流电,阳极金属溶解在溶液中成为阳离子,移向阴极,这些离子在阴极获得电子被还原成金属,覆盖在需要电镀的金属制品上。
金属表面容易氧化生锈是世人皆知的现象,特别是近几年来,酸雨及空气的污染,更加重了金属的腐蚀程度。
为此,金属表面处理工艺--电镀铬技术应用十分广泛。
在我国,传统的电镀铬金属表面处理工艺已有180多年的历史。
这种工艺通过阳极溶解、阴极吸附的技术原理,可在各种易氧化生锈的金属工件表面形成保护层。
然而,随着市场经济的飞速发展,电镀铬技术应用领域的不断扩大,传统电镀处理工艺的缺点也越来越明显,其缺点主要表现为以下几个方面:1、设备投资过大。
电镀槽的制备技术标准高,要求严,令一般投资者望而却步。
2、生产过程中需直流电,能源消耗极大。
3、生产成本高。
所使用的铬酐价格昂贵,且有很大的毒害性,故而限制其应用范围。
4、生产过程中产生的含铬废水,排放渗入地下后不能分解,严重污染地下水源。
还会产生毒害气体排放,污染环境和空气,危害人们的身心健康和生态环境,恶化了广大城镇居民的居住质量。
电铸大致可分为三类,即装饰性电镀(以镀镍-铬、金、银为代表)、防护性电铸(以镀锌为代表)和功能电镀(以镀硬铬为代表电铸是利用电镀法来制造产品的功能电镀之一。
据称电铸始于1838年。
当时,苏联的Jacoli在石膏母型上涂敷石腊,通过石墨使其表面具有导电性,然后表面镀铜,镀后脱模,以此制成铜的复制品。
日本昭和初年,京都市工业研究所和大板造币司等单位就已积极开展了在石膏母型上铸铜,在绝缘体上电镀等方面的研究,并制作了许多精美的金属工艺品。
金属表面处理中,电泳和电镀的区别是什么?电镀:电镀是金属表面有另外一种金属离子沉积的过程。
就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
电镀的目的是在基材上镀上金属镀层(deposit),改变基材表面性质或尺寸.电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。
电镀时,一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液;把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连,作为阴极;用镀层金属作为阳极,与直流电源正极相连。
通入低压直流电,阳极金属溶解在溶液中成为阳离子,移向阴极,这些离子在阴极获得电子被还原成金属,覆盖在需要电镀的金属制品上。
电泳:俗称镀漆,是溶液中带电粒子(离子)在电场中移动的现象,形成高分子树脂在金属表面的沉积。
其原理是电泳涂料在阴阳两极电压作用下,带电荷之涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物,沉积于工件表面。
简单说电泳就是把某些物质放在一个可以游泳的地方(某种基质),然后在这个泳池的两端加上电压,让这种物质在里面游起来,以达到某种实验或应用目的。
电泳工艺分为阳极电泳和阴极电泳。
若涂料粒子带负电,工件为阳极,涂料粒子在电场力作用下在工件沉积成膜称为阳极电泳;反之,若涂料粒子带正电,工件为阴极,涂料粒子在工件上沉积成膜称为阴极电泳。
电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点,电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。
电泳电镀工作原理电泳是高分子树脂的沉积,成膜物质是树脂。
电镀是金属离子沉积的过程,成膜物质是金属。
漆膜均匀度电泳漆层高低电位厚薄均匀。
一般电镀高低电位处镀层厚薄不同。
漆膜覆盖面电泳漆层能完全覆盖隐蔽处。
一般电镀不能深入隐蔽处。
适用范围一般用于表面可导电的金属物件。
除导电体外,更多用于一些经特殊处理的塑胶上。
后期处理需要高温固化。
无需加温固化。
镀锌产品钝化的原理镀锌是将钢件浸入含有锌离子的溶液中,使其在表面形成一层均匀、致密的锌合金层。
钝化是在锌层的表面形成一层保护性的氧化膜,使锌层具有更好的耐蚀性能。
钝化的主要原理是当锌与氧发生反应时,生成一层致密的氧化锌薄膜,该薄膜可以在一定程度上隔离空气和水分,减少锌在外界环境中的腐蚀速度。
下面将详细介绍镀锌产品钝化的原理。
1. 电化学原理:在镀锌过程中,首先将钢件作为阴极,与阳极的锌板之间形成电化学反应。
在电解液的作用下,阳极锌板上的金属锌被溶解成为锌离子,然后在钢件的表面沉积下来形成锌层。
在钝化的过程中,当锌的表面与氧气发生反应时,生成氧化锌薄膜。
电化学反应的过程主要是锌溶解和氧化锌的生成,锌离子与氧化锌在钢件的表面上相互转化。
2. 不均匀腐蚀原理:钢件表面形成的锌层有导电性,在外界环境中形成一个微小的电池。
当钢件表面的锌层破损或出现裸露时,锌与氧发生反应生成氧化锌。
钢件表面的锌层充当阳极,氧化锌薄膜充当阴极。
由于氧化锌的比锌还原电位高,所以氧化锌接受电子,还原成锌离子,从而发生锌层的不均匀腐蚀。
在这个过程中,锌层破损部位的锌溶解得相对较多,而周围的锌层则保护得较好。
从而形成锌层的不均匀腐蚀,进一步保护了钢件的表面。
3. 阴极保护原理:钢件表面镀锌后,形成的锌层具有良好的阴极保护性能。
因为锌的标准电位是-0.76V,比钢铁的标准电位-0.44V高。
当环境中出现腐蚀介质时,腐蚀介质在电位上比锌更容易和钢铁发生反应。
因此,腐蚀介质首先与锌层发生反应,而将钢件表面保护起来,使得钢件不易发生腐蚀。
这是镀锌产品具有较好耐蚀性的重要原因之一。
4. 微观结构变化原理:在镀锌过程中,锌与钢件表面的铁形成锌铁合金层。
在这个过程中,锌与钢中的铁发生固溶反应,形成致密的金属化合物层。
这种形成的金属化合物层在一定程度上阻止了环境中的氧气和水分对铁的腐蚀。
因此,镀锌产品的钢件表面形成的锌铁合金层也为锌层提供了额外的保护层。
常用电镀技术术语电镀技术常用术语一、电镀层种类1、硬铬在严格控制温度与电流密度(较装饰镀铬高)的条件下,从镀铬液中获得的硬度较高、耐磨性好的硬铬层。
2、乳色铬通过改变镀铬溶液的工作条件,获得的孔隙少、具有较高抗蚀能力、而硬度较低的乳白色铬镀层。
二、氧化及钝化1、阳极氧化通常指铝或铝合金制品或零件,在一定的电解液中和特定的工作条件下作为阳极,通过直流电流的作用,使其表面生成一层抗腐蚀的氧化膜的处理过程。
2、磷化钢铁零件在含有磷酸盐的溶液中进行化学处理,使其表面生成一层难溶于水的磷酸盐保护膜的处理过程。
3、发蓝钢铁零件在一定的氧化介质中进行化学处理,使其表面生成一层蓝黑色的保护性氧化膜的处理过程。
4、化学氧化在没有外电流作用下,金属零件与电解质溶液作用,使其表面上生成一层氧化膜的处理过程。
5、电化学氧化以浸入一定的电解质溶液中的金属零件作为阳极,在直流电作用下,使其表面生成氧化膜的电化学处理过程。
6、化学钝化在没有外电流作用下,金属零件与电解质溶液作用,使其表面上生成一层钝化膜的处理过程。
7、电化学钝化以浸入一定电解质溶液中的金属零件作为阳极,在直流电作用下,使其表面生成一层钝化膜的处理过程。
三、电解1、电解在外电流通过电解液时,在阳极和阴极上分别进行氧化和还原反应,将电能变为化学能的过程。
2、阳极电解以零件作为阳极的电解过程。
3、阴极电解以零件作为阴极的电解过程。
四、镀前处理1、化学除油在含碱的溶液中,借助皂化和乳化作用,除去零件或制品表面油垢的过程。
2、有机溶剂除油利用有机溶剂对油垢的溶解作用,除去零件或制品表面油垢的过程。
3、电化学除油(即电解除油)在含有碱的溶液中,以零件作为阳极或阴极,在电流作用下,除去零件或制品表面油垢的过程。
4、化学酸洗在含酸的溶液中,除去金属零件表面的锈蚀物和氧化物的过程。
5、化学抛光金属零件在一定组成的溶液中和特定条件下,进行短时间的浸蚀,从而将零件表面整平,获得比较光亮的表面的过程。
电镀中的极化现象
电镀中的极化现象是指当在电镀过程中,阳极和阴极之间的电解质溶液发生分解反应时,由于阴极表面和阳极表面的物质结构和化学性质不同,导致阳极和阴极表面极化程度不同的现象。
在电镀过程中,阴极是要被镀层覆盖的物体或工件,阳极则一般选用导电性好的金属材料。
当外加电压通过电解质溶液时,在阳极和阴极之间发生氧化还原反应。
在这个过程中,阴极表面是被镀层物质还原析出并沉积的地方,而阳极则会溶解,放出阳极中的金属离子。
由于阴极和阳极表面的物质性质和结构不同,导致它们对电流的响应也不同。
阴极表面通常是比较活泼的金属,容易被还原析出的金属离子覆盖,形成镀层。
而阳极则会溶解离去,导致阳极表面不断变化。
这种差异导致了电镀过程中的极化现象。
在电镀开始的时候,阴极通常会比较活跃,因为阳极表面开始溶解,释放的金属离子数量较少。
随着时间的推移,阳极表面溶解的速率逐渐增加,导致阳极变得更活跃,而阴极表面则逐渐形成了一层金属镀层,使得阴极变得不那么活跃。
极化现象对电镀过程有一定的影响。
它可以改变电镀过程中的电流分布和密度分布,可能导致不均匀的镀层厚度。
因此,在电镀过程中需要进行适当的控制,使得两极的极化程度尽量均匀,以获得均匀且质量好的镀层。