電鍍添加劑作用及機理

在人們的觀念中，好的電鍍產(chǎn)品應(yīng)該是外表光滑潤澤，表層均勻細(xì)膩，使用不褪色、不銹蝕、不易剝落。為了提高電鍍產(chǎn)品的性能和美觀程度，在進(jìn)行電鍍的時候，經(jīng)常需要加入一些添加劑提高產(chǎn)品的光滑度和光澤。

比如鍍鋅設(shè)備產(chǎn)品中，會經(jīng)常使用到藍(lán)鋅鈍化液、彩鋅鈍化液、黑色鈍化液等，鍍鋅鈍化液的作用顧名思義也是讓產(chǎn)品不易與空氣中的氧氣發(fā)生作用，起到阻止氧化的效果。使用藍(lán)鋅鈍化液的添加增加了電鍍件的藍(lán)色亮光，而且，也讓電鍍產(chǎn)品的亮光更為均勻，提升產(chǎn)品的檔次，當(dāng)然對于增加電鍍膜的堅固性和耐腐蝕性也起到了一定的作用，同時還會增加產(chǎn)品抗擊碰撞能力。彩鋅鈍化液，會增加鍍鋅層的光澤度，產(chǎn)品增加了耐腐蝕性，不容易刮花，不容易脫色，而且在鍍鋅件的色澤上也感覺更加艷麗。黑色鈍化液就是在產(chǎn)品表面形成一層黑色保護(hù)膜，產(chǎn)品外觀上看起來更加高貴典雅。

當(dāng)然這些電鍍添加劑對操作的要求也是很高的，溶液的溫度、濃度、PH都會影響到電鍍效果，在操作過程中需要頻繁地進(jìn)行調(diào)整并且嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。

電鍍添加劑包括有機添加劑(如鍍鎳用的香豆素等)和無機添加劑(如鍍銅用的鎘鹽)兩大類。早期所用的電鍍添加劑大多數(shù)為無機鹽類,隨后有機物才逐漸在電鍍添加劑的行列中取得了主導(dǎo)地位。按功能分類,電鍍添加劑可分為整平劑、光亮劑、潤濕劑和應(yīng)力消除劑等。不同功能的添加劑一般具有不同的結(jié)構(gòu)特點和作用機理,但多功能的添加劑也較常見,例如糖精既可作為鍍鎳光亮劑,又是常用的應(yīng)力消除劑;并且不同功能的添加劑也有可能遵循同一作用機理。

電鍍添加劑的作用機理

金屬的電沉積過程是分步進(jìn)行的:首先是電活性物質(zhì)粒子遷移至陰極附近的外赫姆霍茲層,進(jìn)行電吸附,然后,陰極電荷傳遞至電極上吸附的部分去溶劑化離子或簡單離子,形成吸附原子,最后,吸附原子在電極表面上遷移,直到并入晶格。上述的第一個過程都產(chǎn)生一定的過電位(分別為遷移過電位、

活化過電位和電結(jié)晶過電位)。只有在一定的過電位下,金屬的電沉積過程才具有足夠高的晶粒成核速率、中等電荷遷移速率及提足夠高的結(jié)晶過電位,從而保證鍍層平整致密光澤、與基體材料結(jié)合牢固。而恰當(dāng)?shù)碾婂兲砑觿┠軌蛱岣呓饘匐姵练e的過電位,為鍍層質(zhì)量提供有力的保障。

1、擴散控制機理

在大多數(shù)情況下,添加劑向陰極的擴散(而不是金屬離子的擴散)決定著金屬的電沉積速率。這是因為金屬離子的濃度一般為添加劑濃度的100～105倍,對金屬離子而言,電極反應(yīng)的電流密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其極限電流密度。

在添加劑擴散控制情況下,大多數(shù)添加劑粒子擴散并吸附在電極表面張力較大的凸突處、活性部位及特殊的晶面上,致使電極表面吸附原子遷移到電極表面凹陷處并進(jìn)入晶格,從而起到整平光亮作用。

2、非擴散控制機理

根據(jù)電鍍中占統(tǒng)治地位的非擴散因素,可將添加劑的非擴散控制機理分為電吸附機理、絡(luò)合物生成機理(包括離子橋機理)、離子對機理、改變赫姆霍茲電位機理、改變電極表面張力機理等多種。