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镀铬添加剂:稀土镀铬溶液

放大字体  缩小字体发布日期:2012-04-26  浏览次数:667

稀土镀铬溶液

稀土镀铬溶液后来也叫低铬镀铬溶液,又叫低浓度镀铬工艺。严格地说,这两个名称有着不同的含义,不过现在大家叫惯了,已成了约定俗成。

现在我们所说的稀土镀铬溶液与前文提到的小西三郎所推荐的配方是不同的,不同处在于催化剂。

稀土电镀整流器溶液一般有三种催化剂,这就是稀土、硫酸和氟离子。硫酸和氟离子组合是我们前面提到的复合镀铬的催化剂。它们共同存在时,可提高镀铬液的电流效率,在这种溶液中加入一种或几种稀土元素后,还能提高镀液的覆盖能力;同时可允许镀液在较低的温度条件下工作。稀土镀铬溶液的具体优点归纳起来大致有以下几点。

(1)可降低铬酐的浓度。稀土镀铬溶液的铬酐浓度可以维持在100~180g/L,可比传统的装饰性镀铬溶液250~350g/L能降低1/2左右,由于铬酐浓度降低,镀液的黏滞度也降低了,因此当镀件和挂具离开镀液时,吸附在镀件和挂具上的镀液也就减少了,所以采用稀土镀装饰性铬,可使镀液的带出损耗减少近一半。这既能降低铬酐消耗,也有利于含铬废水的处理。

(2)镀液可在较低的温度条件下工作。标准装饰性镀铬,镀液的温度多选用43~48℃,而稀土镀铬溶液的温度可控制在20~40℃也就是说几乎可在常温条件下进行电镀,这可大大节约用电。

(3)提高电流效率。稀土镀铬的阴极电流效率可达到18%~24%,比标准镀铬平均电流效率13%提高了许多。电流效率的提高,用电量就可减少了。

(4)提高覆盖能力。稀土镀铬的覆盖能力比标准镀铬的好,这已为文献和实践所证明。究其原因,是因为这种溶液中铬的临界析出电流密度降低了,从标准镀铬液的5A/dm2降低到稀土镀铬液的4A/dm2,因为这一原因,使覆盖能力提高60%左右。研究表明,这种镀液的分散能力也比标准镀铬溶液好,所以相对标准镀铬而言,镀层厚度也较均匀些。

(5)提高镀层光亮度和硬度。镀层光亮度的提高,可能与镀液中存在氟离子有关,因为含氟的复合镀铬溶液所镀得的铬层,其光亮度比在标准镀铬溶液中镀取的光亮。镀层的硬度提高可能与镀层的结晶细致有关。

综上所述,稀土镀铬溶液的优点较明显,但稀土添加剂也不是完美无缺的,而是存在着一些缺点,有的还比较严重。

(1)镀铬时间超过10min后,镀层外观呈乳白状失去光泽,因此不适宜镀厚铬层。

(2)镀层往往会出现黄膜或蓝膜。这种现象有的在出槽后发生,有的则在放置一段时间后显现,镀层表面出现一层雾状物;这层雾状物能用布擦去,可是再放置一段时间后,有的还会再显现出来。在镀液浓度低、硫酸含量低、温度低或电流密度低时更易出现。

是什么原因造成上述黄膜和蓝膜现象出现呢?

稀土元素的氧化还原电势较负,为一2.52~一2.25V,因此要它们在水溶液中电析是困难的,也就是可以排除稀土元素夹杂在铬镀层中的可能。由于稀土元素不会电沉积析出,所以它们在镀液中是不消耗的,只有镀液随镀件和挂具带出的损耗,这就可以推理出,铬镀层出现蓝膜或黄膜其实不是稀土元素造成的。那么究竟是什么原因引起的呢?

我们已经提到,在稀土添加剂中,大多含有另一种辅助催化剂F一,氟离子对镀件的基体金属及镀层--铁、铜、锌、镍等和对铅锡阳极能产生腐蚀作用,尤其当槽液中铬酸浓度较低时,氟离子的活性增加,对这些金属的腐蚀作用也增大。这些金属杂质溶入镀液后,会以Sn02·xH20、Pb(Cr04)2、Zn(HCr04)2、Ca(HCr04)2、Fe(Her04)3、Ni(HCr04)2等形式存在于镀液中。

稀土镀铬槽的电流密度比普通镀铬液来得小,阳极电流密度也小,使阳极常处于活化状态,从而更容易导致阳极板或镀槽铅衬的腐蚀,这样槽液中Sn02·xH20、Pb(Cr04)2化合物会较快积累起来。

另外,由于稀土镀铬溶液的温度和电流密度都比标准镀铬溶液要低,在这种条件下,铅和锡等金属杂质容易电沉积出来,夹杂于铬镀层中。铬镀层在空气中是极易钝化的金属,钝化后的电极电位变得很正,与铅、锡金属构成了无数个微电池,由于微电池的影响,夹杂于镀层中的铅锡金属就比单一金属更易变色,以致于有时镀层会出现黄膜或蓝膜:

2Pb+02→2Pb0↓黄色

2Sn+02+xH20→2Sn0·xH20↓黄色

Sn+02+xH20→Sn02·xH20↓白色

铅和锡的氧化物色泽如表10-4。

表10-4铅和锡的氧化物色泽表

 

据此推理,稀土镀铬层上出现的黄膜应为Sn0·xH20和Pb0;蓝膜应为Sn0;白雾应为Sn02、SnO2·xH20。由此可见,稀土镀铬层产生黄膜和蓝膜的原因,主要是镀层中夹杂锡和铅的氧化物所致。

(3)因为镀液中含有氟离子,会对阳极产生腐蚀;同时还会对低电流密度区的镀件产生腐蚀,而且镀层厚了,得不到光亮的铬层,因此该镀液一般不用来镀硬铬。

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