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深孔电镀镍工艺的研究+文献综述(4)

时间:2018-03-23 16:40来源:毕业论文
Ni2++2eNi 2H++2eH2 生产中镀液pH=3~6之间(pH值高于6时,易生成Ni(OH)2沉淀,pH值低于3时析氢严重),因此H+的有效浓度很低,而镀液中Ni2+浓度很高。如当


                               Ni2++2e→Ni
2H++2e→H2↑
生产中镀液pH=3~6之间(pH值高于6时,易生成Ni(OH)2沉淀,pH值低于3时析氢严重),因此H+的有效浓度很低,而镀液中Ni2+浓度很高。如当NiSO4•7H2O 350g/L时,Ni2+活度为0.0492mol/L,根据能斯特方程计算,镍析出的平衡电位为-0.29V;当pH=6或pH=3时,按照能斯特方程式计算,析氢的平衡电位分别为-0.36V和-0.18V。H2在镍上的超电位为0.42V(50℃,5A/dm2),析镍的超电位为0.34V,因此镍的实际析出电位为-0.63V,而PH=6时析氢的实际电位为-0.78V,pH=3时析氢的实际电位为-0.60V。实际析出电位非常接近或略低于Ni2+/Ni,因此镀镍溶液中,析镍的电流效率受酸度及镍离子浓度影响较大,镍离子浓度越高,酸度越低,析镍电流效率越高,反之,析镍电流效率越低。普通镀镍溶液中,当pH值降至2~3时,阴极析氢严重,镍难以析出;在接近中性的镀镍液中,pH值稍有变化,电流效率变化显著。
(2)阳极过程
镀镍一般采用金属镍为阳极材料,常有的电解镍、铸造镍、含硫镍、含氧等。正常情况下,镍阳极溶解的反应为
Ni-2e→Ni2+
此时,镍阳极呈活化状态,表面为灰白色,溶解的Ni2+不断补充溶液中的Ni2+浓度。
但由于金属镍易钝化,使溶解电位变正,导致镍溶解受阻,其他离子可能放电,主要发生如下反应,即
4OH--e→2H2O+O2↑
2Cl--2e→Cl2↑
由于氧气的生成又促使阳极表面钝化,进一步增加镍的溶解电位,阳极可能发生下列反应,即
Ni2+-e→Ni3+
Ni3+不稳定,水解后生成Ni(OH)3,进而分解为暗棕色的Ni2O3沉积到电极表面,使阳极完全钝化,停止溶解,导致阴极电流效率降低和镀层质量恶化。
Ni3++3OH-→Ni(OH)3↓
Ni(OH)3→Ni2O3+H2O
由于氯气析出,阳极上有时能嗅到氯气的气。
    目前,解决阳极钝化的最有效的办法是向镀液中加入适当的阳极活化剂,常用的是氯化钠或氯化镍,Cl-对镍阳极的活化作用及机理查看参考文献1的相关内容。但氯离子含量不宜过高否则会引起阳极过腐蚀或不规则溶解,产生大量阳极泥悬浮于镀液中,使镀层粗糙或形成毛刺。生产中,为克服平板状镍阳极电流分布不均,铸造镍阳极产生泥渣多的缺点,为降低电极残留率,常将电解镍轧制成圆形截面,如镍球等,装入阳极袋中,以防止镍阳极泥进入镀液,产生毛刺。
2.2 添加剂的作用机理
2.2.1 添加剂的使用与作用
为了改善电镀溶液的性能和镀层质量,往往要在电镀溶液中加入少量的某些有机物质的添加剂。它能吸附在阴极表面,进而大大提高金属离子在阴极还原时的极化作用,使镀层细致、均匀、平整、光亮。
在实验中我们主要加入糖精、烯丙基磺酸钠和B1000,其中糖精和烯丙基磺酸钠都是光亮剂,B1000是走位剂。 深孔电镀镍工艺的研究+文献综述(4):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_11668.html
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