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镀铬阳极

放大字体  缩小字体发布日期:2012-10-08  浏览次数:1258
核心提示:当阳极有可能用固态铬制作时,则存在如下4个严重的缺点:(1)铬阳极比以铬酸形式存在的铬要贵很多
 

当阳极有可能用固态铬制作时,则存在如下4个严重的缺点:(1)铬阳极比以铬酸形式存在的铬要贵很多;(2)金属铬的阳极溶解效率(85%~l00%)要比当前的阴极电流效率(12%~24%)高很多,因此槽液中铬的含量会急剧升高;(3)与铅电极不同,在主反应,即铬的电沉积反应进行的同时,还发生Cr3+重新氧化成Cr6+的不利反应;(4)在制作辅助阳极时不能像铅一样易于定型和连接(烧结)。

许多阳极材料,如钢、铁、不锈钢、镍以及钛等可以用作辅助阳极和象形阳极在电镀中使用,但它们长期使用的效果都不理想,因为它们在溶液中溶解而污染槽液,同时也会使Cr3+含量增加。尽管使用纯铅易于定型加工,但电镀工作者还是倾向于使用耐蚀性更好的阳极材料,比如,铅与银、锡或锑的合金。尝试过许多铅合金以外的阳极材料,但没能发现更佳的材料[119]。最近有资料显示,铅阳极中掺入铋能使Cr3+再氧化提高三倍[120],纯铁,如低碳纯软铁或电解铁比钢、镍、不锈钢或类似的合金做阳极时溶解更少。有时采用铁做阳极,特别是工业镀铬,这在一定程度上比用铅能获得更好的强度和刚性。不过,持续的使用会导致槽液中铁及Cr3+浓度升高。细小的铂丝阳极有特殊用途,如在细小的孔内电镀,如拉丝模。铅铋阳极在耐蚀及强度方面性能比铅更好,但不能消除大量铬酸铅泥渣的形成。铅锡合金耐蚀性比铅锑合金高,但刚性较差,它们也得到广泛使用。一种更好的折中处理办法是使用Pb-Sb-Sn三元合金,最好是含铅和铅合金的银阳极[121],但它们太贵。这些阳极不仅具有经久耐用的优点,而且在停产后可以立即开工,不需要特别的活化。

铅及铅合金在铬酸镀槽中起两个重要作用:(1)提供有效的电流分布;(2)Cr6+再氧化成Cr针。铅阳极使用过程中,表面形成一层过氧化铅膜,它能使Cr3+的再氧化持续进行,产生铬酸,从而使Cr3+浓度保持在一个较低、可接受的水平[122]。

有时建议使用不同形状和横截面的铅及合金阳极,为了传送较高的电流,它们必须有足够的厚度。阳极太薄在使用时就会过热,从而被腐蚀、变形,在阳极中使用固体铜芯就能解决这个难题,因为大量电流可以从前端也可以从后端流入,铜芯有助于提高硬度和提供较好的电流分布。

在镀硬铬或整个装饰性电镀环节内有时会使用辅助阳极,使用此类电极可以使一些复杂形状表面的镀层覆盖获得改善,并且在某些要求最小厚度镀层的大面积表面获得均匀的镀层分布。比如,在微裂纹镀铬中,纯镍阳极可能最适合这种用途,铸镍有时也用于生产一些特殊形状的阳极。铂钛阳极也可实现这一目的,但不足之处是使用寿命有限,并且当它失效时,除了增加次品外,没有明显迹象。镍在使用中慢慢溶解,当看到有磨损时就可以更换。 .

镀铬时使用的铅阳极上不能存在太厚或不规则的二氧化铅涂层,否则会影响电流分布。有规律地清洗阳极很有好处,特别是对于镀厚硬铬中离工件很近的阳极。通过酸浸和刷洗进行清洗,不仅工序复杂、费时,而且还常常不能完全除去一些半绝缘膜。Hyner[123]开发了一种在碱性焦磷酸盐中阴极处理,将涂层电解还原为金属铅的方法。覆盖了二氧化铅膜的铅阳极在停止工作一段时间后会发生钝化,某些电镀工作者在满槽压的条件下电解再活化几分钟到一个小时以便重新恢复原始的电导率,但是,另外一些工作者认为,不需要这样做。Hardesty[124]研究了这种钝化趋势,他认为是,由于不溶铅化合物,如铬酸铅和氟化铅的绝缘影响,避免该影响的办法除了重新清洗外,再就是使用后及时把阳极从槽中取出,然后干燥放置而不是清洗。这可以得到较好的效果,但不总是实用。工作者们提出了含热镀氧化铱的铂钛阳极,最近推荐在镀铬中使用涂覆Pt02的钛阳极[126],描述了镀铬中使用镀铂的钛阳极实际经验[127]。

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